你或许知道,某些 DAC 包含可在输出端生成基准电压的 R2R 网络。这些电阻都是精细电阻。它们一般用来根据发送到 DAC 的数字值切换电流,从而在输出扩大器端发生一个电压。选用乘法 DAC 时,并未集成输出扩大器。这就有或许完成某些十分规运用,并将 R2R 网络用作一个电阻。
感兴趣吗?今日就有请 ADI 医疗健康职业客户的现场运用工程师司理 Thomas Tzscheetzsch 为您解说“乘法 DAC 怎么用于 DAC 以外的运用”。
大多数 DAC 选用固定的正基准电压作业,输出电压或电流与基准电压和设定的数字码的乘积成份额。而关于所谓的乘法数模转换器(MDAC),状况并非如此,其基准电压能够改动,改动规模一般是±10V。因而,经过基准电压和数字码能够影响模拟输出(在这两种状况下都是动态的)。
运用
凭借相应的接线,模块能够输出扩大、衰减或回转的信号(相关于基准信号而言)。因而,其运用领域包含波形发生器、可编程滤波器和 PGA(可编程增益扩大器),以及其他有必要调整失调或增益的许多运用。
图 1 显现了一个带下流扩大器的 14 位 MDAC AD5453 ,扩大器可根据 DAC 的编程数字码扩大或削弱信号。
电路核算
该电路的输出电压 (VOUT) 核算如下:
除了增益和 DAC 的设定数字码 D 之外,输出电压还受运算扩大器电源电压的影响或约束。在所示状况下, ADA4637-1 扩大器的电源电压为±15 V 电压,应输出 ±12V 的最大电压,因而其操控规模足够大。增益由电阻 R2 和 R3 确认:
一切电阻(R1 至 R3)应具有相同的电阻温度系数 (TCR),但不必定要与 DAC 内部电阻的 TCR 相同。电阻 R1 用于根据 R 2 和 R3 及以下联系调整 DAC 内部电阻 (RFB):
挑选电阻时,有必要保证运算扩大器在最大输入电压时仍处于作业规模内( DAC 能够在 VREF 下处理 ±10 V)。还应留意,扩大器的输入偏置电流 (IBIAS) 会被电阻( RFB + R2|| R3)扩大,这对失调电压有相当大的影响。挑选具有超低输入偏置电流和超低输入失调电压(根据数据手册)的运算扩大器 ADA4637-1 正是根据这个原因。为了防止闭环操控系统不稳定或所谓的响铃振动,在 IOUT 和 RFB 之间刺进 4.7 pF 电容;特别引荐将这一做法用于快速扩大器。
如前所述,扩大器的失调电压会被闭环增益扩大。当设置增益的外部电阻发生改动,改动值对应于数字步长时,此值会增加到期望值上,发生微分非线性差错。假如它足够大,或许会导致 DAC 行为非单调。为防止这种效应,有必要挑选低失调电压和低输入偏置电流的扩大器。
比较其他电路的优势
原则上,假如答应运用外部基准电压源,那么也能够运用规范 DAC,不过规范 DAC 与 MDAC 之间有一些严重差异。规范 DAC 的基准输入只能处理起伏有限的单极性电压。除起伏外,基准输入带宽也十分有限。这在数据手册顶用乘法带宽值表明。以 AD5664 16 位 DAC 为例,该值为 340 kHz。乘法 DAC 的基准输入能够运用双极性电压,其也能够高于电源电压。带宽相同高得多—— AD5453 的典型带宽为 12 MHz。
结语
乘法数模转换器的运用不是那么广泛,但其供给了许多或许性。除了高带宽的克己 PGA 以外,移动运用也是十分适宜的运用,由于其功耗要求低于 50 μW。