为什么数模转换器需要缓冲？

问：DAC 的输出缓冲与无缓冲

数模转换器 (DAC) 的模拟输出可以是电压输出，也可以是电流输出。输出阻抗是任何输出类型的重要参数之一。对于电压模式输出，一般会应用二进制加权电阻网络进行数模转换。

图1.电压模式二进制加权电阻DAC转换结构

如果没有缓冲，输出通常为高阻抗，这会导致对任何负载出现输出电压误差，这时可以通过添加“缓冲器”（运算放大器）来降低阻抗。

图2. DAC输出缓冲

电流输出DAC具有代码相关的输出阻抗，因此其输出必须在负载之前驱动虚拟接地运算放大器，以保持输出线性度。以亚德诺半导体（Analog Devices）的AD5545 为例

电流输出IOUT连接到运算放大器反相输入，因此运算放大器充当I-V转换器。

这样一来，VOUT仅会参考VREF值，因而提高了DAC的输出稳定性。

图3.电流模式二进制加权电阻DAC转换结构

鉴于“缓冲放大器”的必要性，厂商推出了缓冲内置产品，从而降低了零件数量和成本。“缓冲”DAC表示输出经过了缓冲（规格书上会予以注明），因此输出阻抗会很低。如果DAC未经过缓冲，则规格书中的相关参数将指定为“未加载”。

此外，厂商还向市场提供“无缓冲DAC”。这样做的好处是，设计者可以选择适合其应用的放大器，例如更高的电流驱动、更大的电源范围或更多的带宽、放大器等，因而提高了设计的自由度。