Convertitori D/A con rete di tipo R-2R

Questo tipo di convertitore D/A sfrutta, per la conversione, lo stesso principio di quello a resistenze pesate ma presenta il vantaggio di utilizzare resistenze di due soli possibili valori R e 2R. Esistono due tipi di DAC di questo genere:

Þ         a rete (o scala) R-2R;

Þ         a rete (o scala) R-2R invertita;

Convertitore R-2R

Nelle figure 3 e 4 sono riportati gli schemi del convertitore D/A r-2R a n bit e 4 bit.

Figura 3.

Figura 4.

La rete di resistenze è tale che da ogni nodo A_i la resistenza vista verso destra e verso sinistra vale sempre 2R. In figura 5 è riportato l’esempio del nodo A₂ (i generatori sono cortocircuitati).

Figura 5.

R₈ è a terra per il cortocircuito virtuale (V^- = V⁺ = 0).

Verso sinistra: R₁₂= R₁//R₂ =R; R’ = R₁₂ + R₃ = 2R; si ottiene allora            R_sin= R’//R₄ + R₅ = 2R.

Verso destra: R₇₈= R₇//R₈ =R; R_des= R₇₈ + R₆ = 2R.

Di conseguenza la resistenza che è vista da ciascun deviatore è             2R + R_sin//R_des = 3R (fig.6).

Figura 6.

Così in tutte le resistenze collegate      ai deviatori circola lo stesso valore di corrente

Questa corrente in ogni nodo che incontra si divide in due parti uguali perché R_des = R_sin.

Come nel caso di DAC a resistenze pesate occorre fare in modo che ad ogni bit sia dato il proprio peso in funzione della sua posizione, così il con-vertitore I/V effettua la giusta combinazione lineare fornendo in uscita una  tensione      proporzionale  al  codice. Al  bit  più  significativo a_n-1  viene associata la corrente massima che vale:

perché subisce una sola divisione nel nodo A_n-1. Le correnti che corrispondono ai bit meno significativi subiscono un numero di partizioni che aumenta  spostandosi verso      sinistra nella figura 3. Infatti la corrente

associata al bit meno generico subisce n –k divisioni (n nodi) e vale:

Di conseguenza la corrente corrispondente al LSB a₀ vale:

La     tensione V_u= -3RI_u nella quale la corrente I_u è la somma delle correnti provenienti dai deviatori con il bit 1, risulta, trascurando il segno meno,

La tensione in uscita dal DAC è veramente proporzionale al codice in ingresso.

D/A a resist. pesate • D/A a R-2R