两种非常相似的架构：R-2R DAC 与 MDAC
作者：kevin duke 德州仪器
我在上篇文章中讨论了电阻串 dac 架构及其趋势。如果您没有看到，可以在这里阅读该博客文章。本文将重点介绍两种非常相似的架构：r-2r dac 与 mdac。
首先回顾一下，电阻串 dac 的较大局限性是与实现高分辨率和维持线性度有关的挑战。如果不实施级联电阻串或内插放大器等巧妙设计技术，电阻串 dac 所需的电阻器数量将随分辨率的提高呈指数级增长。r-2r 可通过采用二进制加权电阻器梯形结构（如下图所示）直接解决该问题。
dac 的每一位分辨率都由 1 个由 r 电阻器、2r 电阻器以及 1 个开关组成的集合实现的，开关可在参考电压与接地之间切换，能够在输出节点创建一个分压器。通常在硅芯片上有一个内藏输出缓冲器。如果您很难理解二进制加权分压器的工作原理，我建议您在 tina-ti 中创建该电路，在这里您可仿真每个开关的位置。
r-2r dac 在参考节点有不同的阻抗，因此，对于 dac 输出频繁改变的应用而言，需要一款参考缓冲器来防止参考建立时间影响 dac 输出建立时间。该缓冲器通常与输出缓冲器一样，整合在硅芯片上。然而在进行任何设想之前，请务必参考器件产品说明书。
乘法 dac (mdac) 采用极为相似的拓扑，其实也是 r-2r 梯形结构，不同之处在于可交换参考输入节点与输出节点的位置。这一变化使 r-2r 梯形结构变成了一个分流器而不是分压器。因此，需要一个跨阻抗输出级将电流输出转化为电压输出。该缓冲器通常不包含在硅芯片上，但跨阻抗级所需的反馈电阻器包含在其上。在硅芯片上提供反馈电阻器有助于确保电阻器与其余 r-2r 梯形结构在阻值与漂移性能方面的匹配。
不含输出缓冲器可能似乎是 mdac 的一大不足，但在很多方面这其实非常有好处。将放大器移到器件外面可实现极高的设计灵活性，能够为要求不高的应用选择成本较低的放大器，与全面集成型解决方案相比可节省资金。同时，在高性能系统中，这非常有益于使用强大纯模拟流程制造的分立式放大器。
对于性能发展趋势而言，r-2r 与 mdac 架构具有非常相似的属性，我们将同步讨论。
由于这些设计中的电阻器较少，因此我们可实施更多综合微调方案实现极为强大的线性度。此外，由于微调电路也会占据空间，因此 r-2r 与 mdac 封装会比电阻串 dac 封装大一些。
在 r-2r 与 mdac 设计中工作的开关数量取决于代码。在某些情况下，dac 的每个开关可能都必须随下个代码的增量而变化，这会产生比电阻串 dac 更高的干扰能量。
r-2r dac 与 mdac 一些需要记住的事项：
优异的 inl/dnl 性能； 中高干扰能量； 较大封装。 r-2r 与 mdac 几乎可用于任何高性能应用，包括工业可编程逻辑控制器、自动测量测试设备、高精度仪表以及各种其它应用。由于 mdac 不具备参考或输出缓冲器，因此在中速应用中也具有良好的使用效果，例如波形生成或 ac 衰减器。如果您对这些器件感兴趣，请务必了解 dac8811、dac8822、dac8734、dac9881、dac8881 或 dac7654 等一些德州仪器 (ti) r-2r dac 与 mdac 产品。
阅读原文, 请参见http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2013/05/29/dac-essentials-the-resistor-ladder.aspx
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不含输出缓冲器可能似乎是 mdac 的一大不足，但在很多方面这其实非常有好处。将放大器移到器件外面可实现极高的设计灵活性，能够为要求不高的应用选择成本较低的放大器，与全面集成型解决方案相比可节省资金。同时，在高性能系统中，这非常有益于使用强大纯模拟流程制造的分立式放大器。
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由于这些设计中的电阻器较少，因此我们可实施更多综合微调方案实现极为强大的线性度。此外，由于微调电路也会占据空间，因此 r-2r 与 mdac 封装会比电阻串 dac 封装大一些。
在 r-2r 与 mdac 设计中工作的开关数量取决于代码。在某些情况下，dac 的每个开关可能都必须随下个代码的增量而变化，这会产生比电阻串 dac 更高的干扰能量。
r-2r dac 与 mdac 一些需要记住的事项：
优异的 inl/dnl 性能； 中高干扰能量； 较大封装。 r-2r 与 mdac 几乎可用于任何高性能应用，包括工业可编程逻辑控制器、自动测量测试设备、高精度仪表以及各种其它应用。由于 mdac 不具备参考或输出缓冲器，因此在中速应用中也具有良好的使用效果，例如波形生成或 ac 衰减器。如果您对这些器件感兴趣，请务必了解 dac8811、dac8822、dac8734、dac9881、dac8881 或 dac7654 等一些德州仪器 (ti) r-2r dac 与 mdac 产品。
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