1.4. - Convertitore a scala R-2R invertita
Un esempio di circuito (con N = 3 bit) è il seguente:
Con questo circuito si risolvono gli inconvenienti del convertitore a scala R-2R. Infatti, quando gli interruttori S sono nella posizione 1, le resistenze 2R sono collegate all'ingresso invertente dell'amplificatore, che è una massa virtuale e quindi a zero volt; quando sono nella posizione 0 le resistenze 2R sono collegate alla massa del circuito, ossia a zero volto. Pertanto, le differenze di potenziale ai capi di tali resistenze non cambiano e le correnti che le attraversano rimarranno di valore costante, eliminando così la possibilità di eventuali transitori. Per quanto riguarda gli interruttori, i loro morsetti sono collegati da un lato a massa e dall'altro all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale, che è una massa virtuale, pertanto la differenza di potenziale ai loro capi è praticamente nulla.
Il principio di funzionamento del circuito è sempre quello di diversificare il percorso delle correnti.
Poiché la corrente nelle resistenze non dipende dalla posizione degli
interruttori, essendo tali correnti costanti, in qualunque posizione sono tali
interruttori si avrà una corrente I0 costante che arrivata al nodo N (vedi
Figura 2) si divide in 2 correnti uguali pari a . a corrente
arrivata al nodo
N2 si divide in 2 correnti uguali
. La corrente
, arrivata al
nodo N3 si divide in 2 correnti
.
Ogni bit contribuirà, dunque, con una corrente proporzionale al proprio peso.
Per quanto riguarda la tensione, al nodo N si ha l'intera VR;
al nodo N1 ; al nodo N2
. In generale, il bit meno significativo
(LSB) contribuirà con una tensione pari a
,
il bit più significativo contribuirà con una tensione pari a VR.
La tensione di uscita Vo viene calcolata come sovrapposizione degli effetti, nel seguente modo:
(1.4.1)
Il VoLSB, il VoFS, il VoMAX saranno:
(1.4.2)
(1.4.3)
(1.4.4)