サーキット・ノート | D/AコンバータAD5426/32/43を用いた、プログラマブル・ゲイン回路

アナログ・デバイセズの技術者が実験により得た有意義な回路情報を皆様とシェアします。アナログ・デバイセズ製品の組み合わせを素早く回路に実現することが可能であり、確信をもって皆様の製品に組み込んでいただくことが可能です。詳細は、Circuits from the Lab／実用回路集についての説明と免責条項を記したページをご覧ください。

アナログ・デバイセズ社の「Circuits from the Lab／実用回路集」は弊社エンジニアによって設計・作成されたものです。各回路の設計と作成には標準的な技術手法を用い、回路の機能および性能は実験室環境下で室温により試験・動作確認されています。しかし、回路の試験を実施し、利用およびアプリケーションに対する回路の適合性・適用性を決定するのはお客さまの責任となります。したがって、アナログ・デバイセズ社は、「Circuits from the Lab／実用回路集」の利用に関して直接的、間接的、偶発的、結果的、懲罰的、または特殊な損害賠償に対する一切の責任を負いません。また、添付資料の「バリエーション回路（Common Variations）」の項で説明している回路のバリエーションについては、必ずしも作成・試験されているわけではありません。

「Circuits from the Lab／実用回路集」はアナログ・デバイセズ社製品専用に作られており、アナログ・デバイセズ社またはそのライセンスの供与者の知的所有物です。お客さまは製品設計で「Circuits from the Lab／実用回路集」を使用することはできますが、その回路例を利用もしくは適用したことにより、特許権またはその他の知的所有権のもとでの暗示的許可、またはその他の方法でのライセンスを許諾するものではありません。アナログ・デバイセズ社の提供する情報は正確でかつ信頼できるものであることを期しています。しかし、「Circuits from the Lab／実用回路集」は現状のまま、かつ商品性、非侵害性、特定目的との適合性の暗示的保証を含むがこれに限定されないいかなる種類の明示的、暗示的、法的な保証なしで供給されるものであり、アナログ・デバイセズ社はその利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許権もしくはその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。アナログ・デバイセズ社はいつでも予告なく「Circuits from the Lab／実用回路集」を変更する権利を留保しますが、それを行う義務はありません。商標および登録商標は各社の所有に属します。
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D/AコンバータAD5426/32/43を用いた、プログラマブル・ゲイン回路

(CN0038)

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カテゴリ:	乗算型
特長:	高性能
アプリケーション:	計測機器, プロセス・コントロール

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、乗算型D/Aコンバータとオペアンプを用いてプログママブル・ゲイン機能を提供する回路です。最大ゲインの値と温度係数は、外付けの抵抗器によって設定され、ゲインの分解能はD/Aコンバータによって設定されます。

図1. 電流出力D/Aコンバータによる可変ゲイン回路

回路説明

図1に示す回路は、回路のゲインを増加させる推奨方法です。R1、R2、R3はすべて同じ温度係数を持つ必要がありますが、D/Aコンバータの温度係数に一致させる必要はありません。この方法は、1より大きいゲインを持つ回路に推奨されます。

V_OUT＝ゲイン× V_IN × (D/2ⁿ)

ここで、Dは、D/Aコンバータにロードされるデジタル・ワードの10進数表示です。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、nはビット数です。この回路のキーとなる優位点は、ゲインのTC（温度係数）誤差を最小化することができる点です。外付け抵抗器のTCは一致させる必要がありますが、これらの抵抗器のTCはD/Aコンバータ内のラダー抵抗と一致させる必要はありません。

その理由は、R1はDAC＋R1である等価入力インピーダンスで、DAC・REB＋R2//R3のフィードバック抵抗とマッチさせる必要があるためです。R1とR2の値は、出力電圧がオペアンプの電源電圧範囲を超えないように、できるだけ近い値を選ぶ必要があります。また、オペアンプのバイアス電流はD/Aコンバータのフィードバック抵抗（RFB＋R2//R3）によって乗算され、オフセットを作り出すことに注意を払う必要があります。したがってR1とR2の値は、全体のオフセット電圧の重要な要因となるため、それほど大きくできません。

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。AD8065は、これらの問題に対して低入力オフセット電圧と低バイアス電流の両者を兼ね備えています。

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。リファレンスの選択に関して、入力電圧は使われるオペアンプのレールtoレール電圧によって制限され、またゲインは抵抗R2とR3によって設定されます。

ご意見、ご提案などございましたら、アナログ・デバイセズ広報・宣伝部にメールにてお知らせください。

更新年月 2008年10月

回路機能とその利点
回路説明
バリエーション回路

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関連情報

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AD5426:

AD5426: 8ビット乗算型DAC、高帯域幅、CMOS、シリアル・インターフェース

AD5426/AD5432/AD5443は、それぞれ8ビット、10ビット、12ビットのCMOS電流出力D/Aコンバータ（DAC）です。

各デバイスは＋2.5～＋5.5Vの電圧範囲の電源で動作するため、バッテリ駆動アプリケーションやその他数多くのアプリケーションに適しています。

これらのDACでは、SPI®、QSPI™、MICROWIRE™、およびほとんどのDSPインターフェース標準とコンパチブルなダブルバッファの3線式シリアル・インターフェースを利用します。また、複数パッケージの使用時には、シリアル・データ出力ピン（SDO）によりデイジーチェーン接続ができます。データ・リードバック機能を備えているため、SDOピンを使用してDACレジスタのデータ内容を読み出すことができます。

パワーアップ時に、内部のシフ続きを見る

データシート Rev 0, 07/2004 (pdf 741kB)

8ビット乗算型DAC、高帯域幅、CMOS、シリアル・インターフェース
データシート Rev 0, 07/2004 (pdf 741kB)
AD5432:

AD5432: 10ビット乗算型DAC、高帯域幅、CMOS、シリアル・インターフェース

AD5426/AD5432/AD5443は、それぞれ8ビット、10ビット、12ビットのCMOS電流出力D/Aコンバータ（DAC）です。

各デバイスは＋2.5～＋5.5Vの電圧範囲の電源で動作するため、バッテリ駆動アプリケーションやその他数多くのアプリケーションに適しています。

これらのDACでは、SPI®、QSPI™、MICROWIRE™、およびほとんどのDSPインターフェース標準とコンパチブルなダブルバッファの3線式シリアル・インターフェースを利用します。また、複数パッケージの使用時には、シリアル・データ出力ピン（SDO）によりデイジーチェーン接続ができます。データ・リードバック機能を備えているため、ユーザはSDOピンを使用してDACレジスタのデータ内容を読み出すことができます。

パワーアップ時に、内部のシフト・レジスタとラッチにオー続きを見る

データシート Rev 0, 07/2004 (pdf 741kB)

10ビット乗算型DAC、高帯域幅、CMOS、シリアル・インターフェース
データシート Rev 0, 07/2004 (pdf 741kB)
AD5443:

AD5443: 12ビット乗算型DAC、高帯域幅、CMOS、シリアル・インターフェース

AD5426/AD5432/AD5443は、それぞれ8ビット、10ビット、12ビットのCMOS電流出力D/Aコンバータ（DAC）です。
各デバイスは＋2.5∼＋5.5Vの電圧範囲の電源で動作するため、バッテリ駆動アプリケーションやその他数多くのアプリケーションに適しています。
これらのDACでは、SPI®、QSPI™、MICROWIRE™、およびほとんどのDSPインターフェース標準とコンパチブルなダブルバッファの3線式シリアル・インターフェースを利用します。また、複数パッケージの使用時には、シリアル・データ出力ピン（SDO）によりデイジーチェーン接続ができます。データ・リードバック機能を備えているため、SDOピンを使用してDACレジスタのデータ内容を読み出すことができます。
パワーアップ時に、内部続きを見る

データシート Rev 0, 07/2004 (pdf 741kB)

12ビット乗算型DAC、高帯域幅、CMOS、シリアル・インターフェース
データシート Rev 0, 07/2004 (pdf 741kB)
AD8065:

AD8065: 高性能145MHz、FastFET™オペアンプ

p>AD8065／AD8066* FastFET™アンプは、きわめて高性能で使いやすいFET入力を備えた電圧フィードバック・アンプです。AD8065はシングル・アンプで、AD8066はデュアル・アンプです。このFast FETアンプは、アナログ・デバイセズ独自のXFCBプロセスにより、超低雑音の動作（7.0nV/√Hzと0.6fA/√Hz）ときわめて高い入力インピーダンスを実現しています。

AD8065／AD8066は、5～24Vの広い電源電圧範囲、単一電源で動作可能な能力、および145MHzの帯域幅を備え、さまざまなアプリケーションで機能するように設計されています。汎用性をさらに向上するため、アンプには、レール・ツー・レール出力も備わっています。

低価格にもかかわらず、このアンプは全体に渡って優れた性能を提供します。微分ゲインと続きを見る

データシート Rev 0, 05/2002 (pdf 2079kB)

高性能145MHz、FastFET™オペアンプ
データシート Rev 0, 05/2002 (pdf 2079kB)