R/2Rラダー型DACの理解:シンプルな抵抗構成で高性能を実現
R/2RラダーDACは、従来のバイナリ重み付け(R/2ⁿR)コンバータに代わる人気の選択肢で、性能を犠牲にすることなく、よりシンプルな抵抗セットアップを提供します。
R/2RとR/2ⁿR DACの比較
従来のバイナリ重み付け設計では、ビットごとにユニークな抵抗値が必要です。8ビットコンバータではしばしば8種類の異なる抵抗が必要になります。この多様性はBOMの複雑さと実装の手間を増やします。
同一抵抗を直列にグループ化して必要な値を模倣することもできますが、これは複雑さを種類から数量に移すだけで、回路をかさばらせ、管理を難しくします。
R/2RラダーDACとは?
Rと2Rの2種類の抵抗のみをラダー状に配置することで、同じバイナリ重み付けを実現しながら部品点数を管理しやすくしています。以下の回路図がこのラダーネットワークを示しています:
数学的解析はシンプルな重み付け抵抗より少し複雑ですが、テブナン等価回路を用いるかSPICEでシミュレーションできます。各3ビット入力に対する出力電圧は以下の表の通りです:
| バイナリ | 出力電圧 |
|---|---|
| 000 | 0.00 V |
| 001 | -1.25 V |
| 010 | -2.50 V |
| 011 | -3.75 V |
| 100 | -5.00 V |
| 101 | -6.25 V |
| 110 | -7.50 V |
| 111 | -8.75 V |
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