CN0034: 8～12ビットD/AコンバータAD5426/5432/5443を用いた、ユニポーラ、高精度、DC変換回路
回路の説明
設計支援用データ
接続オプション
デバイスドライバ
回路機能とその利点
このドキュメントで説明されている回路は、高性能、ユニポーラの高精度DC出力のD/Aコンバータ回路で、高精度乗算型D/AコンバータのAD5426／AD5432／AD5443ファミリー、低ノイズ・オペアンプAD8065と高精度リファレンスADR01を用いています。精度や速度の項目における回路全体の性能を決定するオペアンプとして、AD8065、高精度、低ノイズオペアンプは、このような性能を必要とするアプリケーションにとっては非常に適しています。この回路ではまた高精度、高安定な10V電圧リファレンスであるADR01を使っています。電圧リファレンスの温度係数と長期間でのドリフト特性を重点的に考慮しているため、高精度の変換を必要とするアプリケーションにとっては、この製品は理想的な候補デバイスです。
8～12ビットD/AコンバータAD5426/5432/5443を用いた、ユニポーラ、高精度、DC変換回路 (CN0034)
図1. ユニポーラ高精度DC構成回路
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図1. ユニポーラ高精度DC構成回路
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回路説明
AD5426／AD5432／AD5443、CMOS、電流出力D/Aコンバータを使ったこの回路は、それぞれ8ビット、10ビットと12ビットの動作を提供します。これらは電流出力D/Aコンバータであるため、D/Aコンバータの出力において電流–電圧（I-V）変換器を必要とします。オペアンプのバイアス電流とオフセット電圧は両方とも、高精度な電流出力D/Aコンバータのためには、重要な選択基準となり、ここでの回路は、超低オフセット電圧とバイアス電流を備えたオペアンプAD8065を使っています。AD8065とAD5426／32／43は、図1に示すように2象限乗算動作あるいはユニポーラ出力の電圧振幅を提供する回路を容易に構成することができます。
出力アンプをユニポーラ・モードで接続した場合、出力電圧は次式で与えられます。
VOUT = －VREF (D/2n)
ここで、DはD/Aコンバータにデジタル的にロードされるコードの10進数で、Nはビット数（D=0～255（8ビットAD5426）、D=0～1023（10ビットAD5432）、D=0～4095（12ビットAD5443）です。
オペアンプの入力オフセット電圧は、回路の可変ゲインにより乗算されます（コードに依存するDAC出力抵抗によりゲインが変化します）。隣接する2つのデジタル値の間でのこのノイズ・ゲインが変化するため、アンプの入力オフセット電圧に起因して出力電圧のステップ変化が発生します。この出力電圧変化が2つのコード間の正常な出力に重畳されるため、微分直線性誤差を発生させ、非常に大きい場合には、DACの非単調性の原因になります。一般に、入力オフセット電圧はLSBのごくわずか以下に抑えて、各コード間での単調性を保証する必要があります。
バリエーション回路
OP1177はI-V変換回路として、もうひとつの優れたオペアンプ候補です。この製品も低オフセットと低バイアス電流を兼ね備えています。
10.0V出力のADR01は、同じファミリーの低ノイズ・リファレンス、それぞれ5.0Vと2.5Vを提供するADR02とADR03に置き換えることができます。ADR445とADR441、超低ノイズ・リファレンスも、それぞれ5.0Vと2.5Vを提供する適切な置換製品です。リファレンス入力電圧のサイズは、選択されたオペアンプのレールtoレール電圧によって制限されますので注意が必要です
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