¿Por qué mi DAC básico es incorrecto?

Question

He intentado hacer un convertidor básico de digital a analógico R2R en un simulador.

Incluso con todos los bits ajustados, obtengo una salida de 4,98V en lugar de los 5V que esperaba. Esperaba 5V ya que muchos recursos en línea dicen cosas como que la salida "va de 0 a 5V", así que puedo estar (erróneamente) asumiendo que todos los bits establecidos = 5V. Sin embargo, me parece lógico que quieras que la salida de un DAC vaya de 0 a 5V exactamente para que no tengas que preocuparte de cuántos bits soporta el aparato, sólo saber que 0 = mínimo y 5V = máximo soportado.

¿En qué me he equivocado?

Edición: Además, supongo que me he equivocado porque cuando intento copiar el mismo número que aparece en el vídeo (172, o 10101100), no obtengo 3,4V sino 4,884V:

Imagen del vídeo:

Mi resultado:

Answer 1

Hay dos cuestiones aquí. Es cierto que para el tipo de DAC que construiste:

$$V_{MAX} = \frac{2^N-1}{2^N}\times V_{REF}$$ donde \$N=8\$ y \$V_{REF} = 5.000V\$ en su caso. Así que nunca obtendrás exactamente 5V fuera... la diferencia es siempre el voltaje igual a un cambio en el LSB, que también se llama la resolución del convertidor.

El otro problema es que has conectado mal la cadena R2R. Tienes que utilizar interruptores SPDT en lugar de SPST, de modo que el extremo de cada una de las resistencias 2R esté conectado a \$V_{REF}\$ o a tierra .

Answer 2

Su diseño no refleja con exactitud el DAC R-2R.

El diseño correcto utiliza niveles lógicos binarios (SPDT) para cada bit, no interruptores SPST abierto-cerrado a 2R a Vref.

https://www.tek.com/blog/tutorial-digital-analog-conversion-r-2r-dac

Una búsqueda básica en la web le diría esto.