ADCとDAC② R-2R抵抗ラダーの妙

図の点線で囲んだ部分がR-2Rの抵抗ラダーです。縦並びの抵抗に対し横並びの抵抗がちょうど2倍であることからR-2Rと呼ばれます。また、このようにハシゴ状に組まれた抵抗をラダー抵抗といいます。5VをH、0VをLとして、スイッチを2進数に沿ってオンオフすれば、ディジタル値に対応したアナログ値がOUT端子に出力されます。この原理と計算式についてはこちらで分かりやすく説明されています。下のグラフが、実際にこの回路を動作させて求めたDA変換特性です。

この特性も美しい直線をしていますね。あとはOUT端子にボルテージフォロワなどを付けてやれば4bitDACのできあがりです。スイッチは取り去って100kΩの端子をそのままディジタル入力とすればよいでしょう。このように、DA変換器は簡単な抵抗回路だけでできてしまうんですね。誰が考えたのか巧妙なものです。

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