芯耀
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DAC并非僅僅是ADC的反向過程。DAC的最簡單架構(gòu)是電流導(dǎo)向電路。DAC被設(shè)計為將一定量的電流導(dǎo)入或?qū)С鲐撦d。而歐姆定律將這一電流與輸出電壓聯(lián)系起來。在此例中，如果DAC的滿量程輸出為30毫安，接入一個50歐姆的負載，那么滿量程輸出電壓在上述例子中將是1.5伏（單端）或3.0伏（峰峰值差分）。
電流導(dǎo)向型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（Current-steering D-to-A converters）可以是電流吸收型或電流源型。差異在于DAC的電流來源是來自DAC電源并經(jīng)由負載電阻至接地，或是來自外部上拉電源并經(jīng)由負載電阻，然后再經(jīng)由數(shù)字轉(zhuǎn)模擬轉(zhuǎn)換器后汲入至接地。
電流源型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（Current Source D-to-A Converter）通常會采用P溝道器件作為電流源，而電流吸收型DAC則通常會采用N溝道晶體管。在兩種情況下，輸出電壓都會根據(jù)歐姆定律，通過考慮流經(jīng)負載電阻的電流量來確定。
無論是電流源型還是電流同步型，一種實現(xiàn)DAC輸出級的方法是將輸出級作為電流模式驅(qū)動器的并聯(lián)組合來實現(xiàn)，其中每個驅(qū)動器的電流能力相對于相鄰驅(qū)動器按2的冪次方進行縮放。在這個簡單的3位示例中，最高有效位（MSB）的驅(qū)動器具有500微安的電流容量，而下一個位（中間位）的驅(qū)動器具有250微安的容量，最低有效位（LSB）的驅(qū)動器具有125微安的容量。當(dāng)所有三個驅(qū)動器都激活時，滿量程輸出電流為±875微安。
這種方法的優(yōu)點是，對于N位的分辨率，只需要設(shè)計N個輸出驅(qū)動器以并行輸出。然而，其缺點是，隨著位數(shù)的增加，要使輸出驅(qū)動器匹配變得難以實現(xiàn)，因為最高有效位的容差可能會遠大于最低有效位所期望的分辨率容差。除非從最高有效位到最低有效位，每個位的電流能力都嚴格按照2的冪次方進行縮放，并保持相應(yīng)的容差，否則DAC的線性度將會受到影響。
DAC電流輸出的另一種方法是使輸出驅(qū)動器的電流容量相匹配。在這種方法中，更容易保持輸出驅(qū)動器的容差，從而實現(xiàn)從一個驅(qū)動器到下一個驅(qū)動器的良好匹配。但是，對于N位的分辨率，現(xiàn)在需要2的N減1次方個輸出驅(qū)動器。以所示的3位DAC為例，將需要七個具有相同電流容量的輸出驅(qū)動器。要實現(xiàn)滿量程輸出，則需要所有驅(qū)動器并行激活。
在此例中，輸入取樣碼會從算術(shù)碼轉(zhuǎn)換為溫度計碼，且每位的溫度計碼皆控制個別的輸出驅(qū)動器。此結(jié)構(gòu)中的輸出驅(qū)動器之間可達到較佳的匹配，但對于高分辨率取樣而言，需實作的驅(qū)動器數(shù)量就變得十分龐大。14位的數(shù)字轉(zhuǎn)模擬轉(zhuǎn)換器會需要16,535個輸出驅(qū)動器并聯(lián)。
為了實現(xiàn)更高分辨率的DAC，可以采用二進制DAC和溫度計碼DAC的組合。在這個例子中，一個6位的DAC可以使用采樣值的高3位來控制一個溫度計碼DAC，這樣只需要7個匹配的電流驅(qū)動器并聯(lián)。然后，低3位可以用來控制另外3個電流驅(qū)動器，這些驅(qū)動器的電流大小按2的冪次方進行縮放。這樣，電流縮放的匹配范圍就只需要覆蓋到2的4次方。對于14位到16位這樣更高分辨率的DAC，很可能會采用這種編碼方式的組合來實現(xiàn)。
以16位DAC為例，采樣值的高6位被轉(zhuǎn)換為63位的溫度計碼，以驅(qū)動63個匹配的電流源。同時，采樣值的低10位被直接用來驅(qū)動另外10個按比例縮放的電流源，這些電流源也與63個匹配的電流源并聯(lián)。因此，電流驅(qū)動器的總數(shù)為73個，且這10個按比例縮放的二進制電流驅(qū)動器必須在2的11次方（即從0到2047，但考慮到電流源的實際等級，是從最小電流到最大電流的2048個等級中的某10個）的范圍內(nèi)實現(xiàn)良好的匹配。
也就是說，10個二進制驅(qū)動器的電流大小在2的10次方（即從1到1024，但實際等級數(shù)為0到1023對應(yīng)的電流，此處強調(diào)縮放比例范圍）的范圍內(nèi)按比例縮放，而溫度計碼驅(qū)動器的電流大小都是最大比例驅(qū)動器電流的兩倍。
