简简又单单的R-2R DAC架构

R-2R DAC在我的印象中,是随着HIFIMAN R2R2000这台播放器走进大众视野的。一众老烧们对R2R架构播放器的声音的评价都是有模拟味、宽松、流畅……在之后,各家厂商也推出了一些自研的R-2R DAC芯片,比如HIFIMAN的喜马拉雅,海贝的Darwin解码器等。


R-2R架构(全称R-2R resistor ladder network,R-2R电阻梯形网络)可以说是最简单的DAC架构之一了,因此在这里做一些简单的分析。

这是一个4位R-2R网络的示意图。上方的四个输入的bit电压可以被置为VCC或者VSS (之后用Vn这样的编号来表示各位上的电压),通过改变这些电压的状态,可以控制Vout

我们选择对V0进行分析。这样就可以很明显地看出各个电压对输出电压的影响。

逐步简化这个网络,就可以看出,V0最终对输出电压的贡献是(V0/16)。以此类推,我们可以得到如下结论:

这样,通过4位的R-2R网络,我们可以以(VCC/16)的精度来控制Vout。一个N位R-2R网络,就可以以(VCC/2N)的精度来控制Vout了。