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普及,设计师面对一个挑战,即在维持高电压下的性能水平的同时控制功耗。对能用于这种模式的更高分辨率(最高16位)的器件的需求也日益增加。 在电压开关模式下使用乘法dac的显着优势是不会发生信号反相,因此,正基准电压会导致正输出电压。但当用于该模式时,r-2r梯形架构也存在一个缺陷。相对于同一dac用于电流导引模式的情况,与r-2r梯形电阻串联的n沟道开关的非线性电阻将导致积分线性度(inl)下降。 为了克服乘法dac的不足并同时保持电压开关的优势,人们开发出了新型的高分辨率dac,比如ad5541a,(如图3所示)。ad5541a采用一个部分分段的r-2r梯形网络和互补开关,在16位分辨率下可实现±1-lsb精度,在?40°c至+125°c的整个额定温度范围内均无需调整,其噪声值为11.8 nv/√hz,建立时间为1?s. 图3. ad5541a架构 性能特点 建立时间: 图4和图5比较了乘法dac在电压模式下的建立时间以及ad5541a的建立时间。当输出上的容性负载最小时,ad5541a的建立时间约为1?s. 图4. 乘法dac的建立时间 图5. ad554
电路功能与优势 利用电压输出dac实现真正的16位性能不仅要求选择适当的dac,而且要求选择适当的配套支持器件。针对精密16数模转换应用,本电路使用ad5542a/ad5541a电压输出dac、adr421基准电压源以及用作基准电压缓冲的ad8675 超低失调运算放大器,提供了一款低风险解决方案。 基准电压缓冲对于设计至关重要,因为dac基准输入的输入阻抗与码高度相关,如果dac基准电压源未经充分缓冲,将导致线性误差。开环增益高达120 db的ad8675已经过验证和测试,符合本电路应用关于建立时间、失调电压和低阻抗驱动能力的要求。 需要时,精密、低失调op1177 可以用作可选的输出缓冲器。 这一器件组合可以提供业界领先的16位分辨率、±1 lsb积分非线性(inl)和±1 lsb微分非线性(dnl),可以确保单调性,并且具有低功耗、小pcb和高性价比等特性。 图1. 精密dac配置(简化的原理示意图:未显示去耦和所有连接) 电路描述 对于无误差的理想dac,输出电压与基准电压相关,如下式所示: 其中d为载入dac寄存器的十进制数据字,
电路功能与优势 利用电压输出dac实现真正的16位性能不仅要求选择适当的dac,而且要求选择适当的配套支持器件。针对精密16数模转换应用,本电路使用ad5542a/ad5541a电压输出dac、adr421基准电压源以及用作基准电压缓冲的ad8675 超低失调运算放大器,提供了一款低风险解决方案。 基准电压缓冲对于设计至关重要,因为dac基准输入的输入阻抗与码高度相关,如果dac基准电压源未经充分缓冲,将导致线性误差。开环增益高达120 db的ad8675已经过验证和测试,符合本电路应用关于建立时间、失调电压和低阻抗驱动能力的要求。 需要时,精密、低失调op1177 可以用作可选的输出缓冲器。 这一器件组合可以提供业界领先的16位分辨率、±1 lsb积分非线性和±1 lsb微分非线性,可以确保单调性,并且具有低功耗、小pcb和高性价比等特性。 图1. 精密dac配置 电路描述 对于无误差的理想dac,输出电压与基准电压相关,如下式所示: 其中d为载入dac寄存器的十进制数据字,n为dac的分辨率。 对于2.5 v基准电压且n = 16,上述公式可简化为下式