數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相反。它采用將二進制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的方法。DAC 的輸出（電壓或電流）與其數(shù)字輸入數(shù)值成比例，將二進制或非二進制數(shù)字和代碼轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)字和代碼。數(shù)模轉(zhuǎn)換 (DAC) 是一種將二進制數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的方法，模擬信號具有無數(shù)種可能的狀態(tài)。例如，4位數(shù)字邏輯電路將0000 2轉(zhuǎn)換為1111 2 (F 0至F 15 )，其中DAC產(chǎn)生0至10V的電壓輸出。有多種方法可以將“n”位數(shù)字輸入代碼轉(zhuǎn)換為 0 到某個 V MAX值之間的等效模擬輸出電壓，但最流行和最簡單的轉(zhuǎn)換技術(shù)使用運算放大器和梯形電阻網(wǎng)絡(luò)或加權(quán)電阻和一個求和放大器。由梯形網(wǎng)絡(luò)中采用的電阻值確定的權(quán)重為兩種數(shù)模轉(zhuǎn)換方法中生成的信號提供了變化的“加權(quán)”量，從而產(chǎn)生加權(quán)和輸出。
　　運算放大器　　負反饋降低并控制運算放大器極高的開環(huán)增益（A OL），為此使用反相運算放大器電路。輸出信號的一小部分被發(fā)送回輸入端子以實現(xiàn)此目的。放大器的輸入電壓V IN通過適當(dāng)?shù)妮斎?a target="_blank">電阻器R IN直接連接至其反相輸入。反相放大器的閉環(huán)電壓增益 A V(CL)由這兩個電阻器的比率給出，如圖所示。

　　圖1：反相運算放大器電路
　　從上圖中，我們看到 V O是通過將 V IN乘以閉環(huán)增益 (A CL )計算得出的，閉環(huán)增益基于輸入電阻 (R IN ) 除以反饋電阻 (R F )。因此，我們可以通過調(diào)整 R F或 R IN的值來修改運算放大器的閉環(huán)增益以及給定輸入信號的 V O (IF * R F ) 值。
　　數(shù)模轉(zhuǎn)換器（求和放大器）　　上述反相運算放大器的實例使用單個輸入電壓信號。但是，如果我們引入另一個輸入電阻器將兩個或多個模擬信號組合成單個輸出，電路及其增益會發(fā)生什么情況？通過將多個輸入連接到運算放大器的負端，可以將上面的單輸入電路改變?yōu)榍蠛头糯笃鳎蚋唧w地，“求和反相電壓放大器”電路。任何輸入信號本質(zhì)上都是相互電氣隔離的，因為反饋電阻器的 R F負反饋將運算放大器的反相輸入設(shè)置為零電位。那么，輸出是所有輸入信號的倒數(shù)和。因此，當(dāng)求和放大器處于反相模式時，它會生成所有輸入電壓的負和，但當(dāng)它不反相時，它會生成正輸出。檢查下面的電路。

　　圖 2：求和放大器電路　　我們可以調(diào)整上面反相放大器布置的初始方程，以考慮這四個附加輸入值，如下所示： 在上面的求和放大器電路中，輸出電壓 (V O ) 與四個輸入電壓之和 V IN1成正比。

、V IN2、V IN3和V IN4。然后，當(dāng)每個輸入電壓乘以其匹配增益并添加到下一個輸入電壓以獲得總輸出時，我們可以看到輸出電壓是四個輸入電壓的倒數(shù)縮放總和。如果所有電阻都相同且具有相似的值，即R F = R 1 = R 2 = R 3 = R 4，則每個輸入通道將具有單位 (1) 的閉環(huán)電壓增益。因此，可以通過上述方程輕松找到輸出電壓：

　　數(shù)模轉(zhuǎn)換器（4 位二進制加權(quán)）　　假設(shè)求和放大器的四個輸入是電壓值為 0 或 5 伏（“Low-0”和“High-1”）的二進制輸入，可以創(chuàng)建 4 位二進制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器并將每個輸入電阻的電阻值加倍到前一個。這將導(dǎo)致輸出條件為這四個輸入電壓的加權(quán)和。使用范圍從 1kΩ 到 8kΩ（或其倍數(shù)）的四個輸入電阻，我們可以構(gòu)建一個簡單的 4 位二進制加權(quán)模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，如將四個求和輸入標(biāo)記為 A、B、C 和 D 所示并設(shè)置 R F = 1kΩ。4 位二進制數(shù)有 2 4 = 16 種可能的組合，范圍從 0000 2到 1111 2。8-4-2-1 是通過將每個輸入位的權(quán)重加倍到前一個位而得到的二進制編碼比率。

　　圖 3：4 位二進制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器　　因此，如果我們將“D”的輸入電阻設(shè)置為 1kΩ、“C”的輸入電阻設(shè)置為 2kΩ（即 D 的兩倍）、“B”的輸入電阻，則 4 位二進制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的傳輸特性如下： ”為 4kΩ（C 的兩倍），“A”為 8kΩ（B 的兩倍），反饋電阻 (R F ) 設(shè)置為 1kΩ，如上圖所示，如果我們將 +5 伏（邏輯“1”）的 TTL 電壓施加到求和放大器的輸入 V D（代表最高有效位 (MSB)），我們會看到運算放大器的增益將為 R F /R 4 = 1kΩ/1kΩ = 1（單位）V D，因此，當(dāng)應(yīng)用4位二進制碼1000時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路的輸出將為-5伏。類似地，如果求和放大器的輸入V C接收+5伏（邏輯1），則運算放大器的增益等于R F /R 3 = 1kΩ/2kΩ = 1/2（二分之一）。因此，4位二進制代碼0100將產(chǎn)生-2.5伏的模擬輸出電壓。當(dāng)邏輯“1”施加到VB 時，放大器的增益將為R F /R 2 = 1kΩ/4kΩ = （四分之一）。因此，4 位二進制代碼 0010 將產(chǎn)生 -1.25 伏的輸出電壓。最終，當(dāng)邏輯“1”應(yīng)用于求和放大器 V A的最低有效位 (LSB) 輸入時，將導(dǎo)致輸出電壓為 -0.625 伏（12.5% 分辨率）且 R F /R 1 = 1kΩ /8kΩ = 1/8（八分之一），4 位二進制代碼為 0001。上述表格給出了當(dāng)+5V施加到4位二進制加權(quán)模數(shù)轉(zhuǎn)換器時V O的詳細結(jié)果。

　　從上面的值中，我們觀察到，每改變一位，就會有 0.625 伏的差異。二進制加權(quán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬輸出電壓的分辨率可以通過增加二進制位數(shù)和電阻求和網(wǎng)絡(luò)使得每個電阻器具有單獨的加權(quán)來增強。例如，輸入電壓為 +5 的 8 位 DAC；將產(chǎn)生 (1/128)*5 = 0.0039，類似地，12 位 DAC 在輸入二進制代碼每次變化時將產(chǎn)生 (1/2048)*5 = 0.0024 伏。這里的缺點是，對于“n”位 DAC，二進制加權(quán)電阻 DAC 需要各種高精度電阻器（每位一個），這使得分辨率高于幾位的轉(zhuǎn)換器不可行（且成本高昂） 。但是，通過將其轉(zhuǎn)換為 R-2R 梯形電阻 DAC，只需要兩個精確的電阻值（R 和 2R），我們可以構(gòu)建采用可變值電阻的二進制加權(quán)數(shù)模電路布置的概念。在即將發(fā)布的數(shù)模轉(zhuǎn)換器更新中，我們將研究 R-2R 數(shù)模轉(zhuǎn)換器如何僅使用兩個電阻值將數(shù)字二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出。