[发明专利]一种高效的超高精度DAC的合成方法及装置

说明书

本发明涉及数模转换器DAC，具体说是一种高效的超高精度DAC的合成方法，其包括取高分辨率的两个DAC；将数字量输入作为DAC指令分别发送至上述两个DAC；将上述两个DAC的输出合成后作为超高分辨率DAC的输出；合成采用以下公式：其中V_out为超高分辨率DAC输出，R₁、R₂、R₃、R₄均为电阻，V₁、V₂为两个DAC的输出电压。本发明采用了一种高效的合成方法，只需两个高分辨率的DAC便可得到超高分辨率的DAC，大幅提高了元器件的利用效率，其设计简单方便，体积小，成本低，实用性很强。

技术领域

本发明涉及数模转换器(DAC)，特别涉及一种高效的超高精度DAC的合成方法及装置。

背景技术

目前市场上存在的较高精度的数模转换器(DAC)的分辨率有16、20或者 24位，它们广泛应用于自动测试设备、精密仪器、校准仪表，医疗电子设备和其他应用等领域。随着科技的进步和社会的发展，在一些追求更高性能的应用场合，有时需要高于24位分辨率的DAC，这就需要采用合成技术得到所需求的超高精度。

高分辨率数模转换器一般用于提供可控精密电压。有文献提出用n个N 位精度的DAC合成N+n位的DAC，该方法虽然可以将N位精度的DAC提高至任意精度，但其使用的元器件较多，成本很高，而且设计较为复杂，需要同时与n个DAC通信并控制其输出。另外，有一些24位以上的DAC由手动开关式开尔文-华莱分压器来提供，该方法虽然可以达到极高的准确度，但其体积庞大、价格昂贵、实用性较差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种体积小、实用性强、成本低的高效的超高精度DAC的合成方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高效的超高精度 DAC的合成方法，其包括以下步骤：

S1、取高分辨率的两个DAC；

S2、将数字量输入作为DAC指令分别发送至上述两个DAC；

S3、将上述两个DAC的输出合成后作为超高分辨率DAC的输出，合成采用以下公式：

其中V_out为超高分辨率DAC输出，R₁、R₂、R₃、R₄均为电阻，V₁、V₂为两个 DAC的输出电压。

一种应用上述合成方法的超高精度DAC的合成装置，包括数模转换器组，该数模转换器组采用高分辨率的DAC1和DAC2，将数字量输入作为DAC指令通过数据总线分别发送至所述DAC1和DAC2，该DAC1和DAC2接收指令后采用按上述公式形成的合成电路进行合成，得到超高分辨率DAC输出。

作为优选，所述合成电路包含四个精密电阻R₁、R₂、R₃、R₄，一个滤波电容C和一个高精度运算放大器OP，其中R₁、R₂、R₃、R₄用于决定DAC1与DAC2 的权值，滤波电容C用于滤除电压中的高频分量，运算放大器OP的输出作为超高分辨率DAC输出，其反相输入端经过电阻R₄接地。

作为优选，所述运算放大器OP的输出端通过反馈校正电路连接至数据总线输入端。