CN0183

采用+12V至±5V电源的精密、16位双极性输出电压源
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电路功能与优势

X+

图1所示电路提供精密、16位、±2.5 V低漂移双极性电压输 出,采用+10 V至+15 V单电源供电。 AD5668 8通道denseDAC 的单极性电压输出由AD8638 自稳零型运算放大器放大并进行电平转换。AD8638的最大漂移贡献仅为0.06 ppm/°C。外 部基准电压源REF192确保最大漂移为5 ppm/°C(E级),并为AD8638电平增益和转换电路提供低阻抗伪地电压。

 


该电路针对采用单个+12 V供电轨的系统中经常出现的一个 问题提供了高效解决方案。合适的印刷电路板(PCB)布局 和接地技术可确保ADP2300 开关稳压器不会降低电路的整 体性能。



图1. 采用±5V电源的双极性输出DAC电路

电路描述

X+

AD5668是一款通过SPI接口控制的16位、8通道、电压输出denseDAC。它包含一个片内基准电压源,最大漂移为10ppm/°C。上电时,片内基准电压源关闭,因而可以用外部基准电压源。内部基准电压源通过软件写入使能。图1所示的电路中采用了外部REF192,因为需要低输出阻抗来驱动AD8638运算放大器的2.5 V伪地基准电压。

 


AD5668的输出电压在TP1处为0V至2.5V,此信号驱动AD8638运算放大器的同相输入端。运算放大器的信号增益为1+R2/R1,因此R1=R2时等于2。通过以2.5V基准电压 驱动R1,向运算放大器输出中注入2.5V的负偏移。因此,TP2的双极性输出电压摆幅为−2.5V至+2.5V。

 


该电路采用单电源供电,标称电压为12V,可在10V至15V之间变动。经过调节的−5 V供电轨由ADP2300开关稳压器进行反相buck-boost配置连接而产生。该电路可使用 www.analog.com/ADIsimPower上提供的ADIsimPower 程序来设计。L1耦合电感用于为采用Zeta配置的电路产生未经调节的5V电源。该电路能够针对较小的输出电流产生高效 率。

 


图2和图3分别显示了在TP2(双极性输出)处测量的积分非线性(INL)和差分非线性(DNL)。



图2. 双极性输出(TP2)的INL性能

 




图3. 双极性输出(TP2)的DNL性能

 


图4和图5分别显示了在TP1(单极性DAC输出)处测量的INL和DNL。



图4. 单极性DAC输出(TP1)的INL性能

 




图5. 单极性DAC输出(TP1)的DNL性能

常见变化

X+

AD5628和AD5648分别是AD5668的12位和14位版本。它们都有一个内部增益为2的片内基准电压源。AD5628-1/AD5648-1/AD5668-1内置一个1.25V、5 ppm/°C基准电压源,满量程输出范围可达到2.5V;AD5628-2/AD5648-2/AD5668-2和AD5668-3内置一个2.5 V、5 ppm/°C基准电压源,满量程输出范围可达到5V。上电时,片内基准电压源关闭,因而可以使用外部基准电压源。内部基准电压源通过软件写入使能。上述器件内置一个上电复位电路,确保DAC上电后输出0 V(AD5628-1/AD5648-1/AD5668-1、AD5628-2/AD5648-2/AD5668-2)或中间电平(AD5668-3)并保持该电平,直到执行一次有效的写操作为止。

 


AD8639是AD8638的双通道版本,可根据需要使用。图1中的电路使用单个AD8638来最大限度地减小八个通道之间的串扰。

 

可使用其他2.5V基准电压源,例如ADR4525,它拥有±0.02%的精度和最大2 ppm/°C的温度系数(B级)。

电路评估与测试

X+
设备要求(可以用同等设备代替)
需要以下设备:

  • 系统演示平台 (EVAL-SDP-CB1Z)
  • CN-0183 电路评估板(EVAL-CN0183-SDZ)
  • The CN-0183 评估软件
  • Tektronix TDS2024,4通道示波器
  • HP E3630A 0V至6V/2.55A、± 20 V/0.5 A三路输出直流电源
  • PC(Windows 32位或64位)

 

开始使用
将CN-0183评估软件光盘放进PC的光盘驱动器,加载评估软件。打开“我的电脑”,找到包含评估软件光盘的驱动器,打开Readme文件。按照Readme文件中的说明安装和使用评估软件。图6显示了评估软件主窗口。



图6. 评估软件主窗口

 


测试设置功能框图

图7为测试设置的功能框图。此设置允许通过示波器观察 DAC输出(TP1)和双极性输出(TP2)。

 

线性度测量要求使用可由PC通过USB端口读取的精密数字 电压表(DVM)。



图7. 测试设置功能框图

 


设置

将EVAL-CN0183-SDZ上的120引脚连接器连接到EVALSDP-CB1Z上的CON A或CON B连接器。使用尼龙五金配件,通过120引脚连接器两端的孔牢牢固定这两片板。将直流输出电源成功设置为+5 V、-5 V和+12 V输出后,关闭电源。

 

在断电情况下,将−5 V电源连接到J5-3上的−5V引脚,将+5V电源连接到J5-1上的AVDD引脚,将GND连接到J5-2和J4-2上的AGND引脚,将+12V电源连接到J4-1上的+12V引脚。或者,将链路2和链路3放在位置B,以便使用ADP2300为电路提供+5V至−5 V的电压。注意,这种情况下不需要AVDD和−5V。

 

接通电源,然后将SDP板附带的USB电缆连接到PC上的USB端口。接通EVAL-CN0183-SDZ的直流电源之前,请勿将该USB电缆连接到SDP板上的微型USB连接器。

 

Table 1. Jumper Settings for EVAL-CN0183-SDZ (Default Settings in Bold)

 Jumper  Description  Setting  Function
 LK1  Short AD5668 reference pin to REF192 output

 Inserted

 Opened

 It shorts AD5668 reference pin to REF192 output allowing the use of an external DAC reference.

 Only the internal reference of the AD5668can be used.

 LK2  AVDD supply source

 Position A

 Position B

 The circuit is powered by an external 5Vsupply applied to the AVDD pin on J5-1.

 The digital power is supplied by the 5V voltage supplied by the ADP2300 regulator.

 LK5  -5V voltage source

 Position A

 Position B

 The analog circuit is supplied by an external power supply apply to the -5V pin on J5-1.

 The digital power is supplied by the -5V voltage obtained by inverting the output of the ADP2300 regulator.

 

 

设置测试设备后,将示波器探头连接到TP1和TP2测试点。TP3、TP4和TP5测试点分别连接到基准电压、经过调节的+5 V和经过调节的−5 V。检查这些测试点电压是否正确(使用TP6接地)。

 

利用CD中提供的软件,用户能够通过向DAC中加载一个代码和选择基准电压源来设置VOUTA值。如果用户保留默认设置,将需要提供+5 V和−5 V电压,不需要+12 V。默认 设置使用外部REF192基准电压源,从而提供2.5 V (TP1)的满量程DAC输出,双极性输出(TP2)中则为−2.5 V至+2.5 V。加载0x0000可将DAC输出和双极性输出分别设置为0 V和−2.5 V。加载0x8000可将DAC输出和双极性输出分别设置为1.25 V和0 V。加载0xFFFF可将DAC输出和双极性输出均设置为2.5V。

样片申请及购买

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样片

产品

描述

可提供样片的
产品型号

AD8638 16V自动调零、低漂移、满摆幅输出精密放大器,采用SOT封装

AD8638ARJZ-REEL7

AD8638ARZ

AD5668 8通道、16位、SPI电压输出denseDAC,集成5 ppm/°C片内基准电压源

AD5668ACPZ-2-RL7

AD5668ARUZ-2

AD5668ARUZ-3

AD5668BCPZ-1-RL7

AD5668BCPZ-1500RL7

AD5668BCPZ-2-RL7

AD5668BCPZ-2500RL7

AD5668BRUZ-1

AD5668BRUZ-2

AD5668BRUZ-3

AD5668SRU-EP-1

ADP2300 1.2 A、20 V、700 KHZ异步降压开关调节器

ADP2300AUJZ-R7

REF192 2.5V精密、微功耗、低压差、低压基准电压源

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