数模转换器和模数转换器共同构成沟通数字世界和模拟世界的桥梁,二者在现代技术发展中扮演着极其重要的角色,广泛应用于自动控制、无线通信等领域。同时,数模转换器又是模数转换器的设计基础,因此对于众多具有高性能的电子系统,设计出一款高精度的数模转换器显得尤为重要。传统数模转换器大多采用R-2R电阻网络的结构,这种电路结构在促进数模转换器发展的同时也限制了其精度的提升。为了弥补R-2R型数模转换器的缺陷,本文提出用磁调制器的比例绕组代替R-2R电阻网络结构的设计思路,比例绕组中的每一个线圈都要按照二进制的比例关系绕制。磁调制数模转换器的分压网络不再依靠电阻的阻值比,而是直接由线圈的匝数决定,有效地消除了阻值波动对数模转换器精度的影响。本文以磁调制数模转换器的基础原理入手,详细介绍了权电阻网络、权电流网络、权电容网络、开关树型等传统数模转换器的电路结构和转换原理,重点讨论了方波激励下双铁芯磁调制器的工作原理以及误差分析,并以此为基础设计了一款20位、满量程输出为10V的磁调制数模转换器。本文着重测试磁调制数模转换器的静态特性,测得最大微分非线性误差为1.15m V,最大积分非线性误差为2.05 m V,输出最大误差约为满量程输出的万分之二,达到预期的设计要求。
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