CN0006: 利用AD5764 DAC实现高精度、双极性电压输出数模转换

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概览

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优势和特点
  • 生成双极性+/-10V 工业信号
  • 16位分辨率
  • 4通道
此电路中所用产品
    应用: 
  • 电子测试和测量
设计资源
设备驱动
Software, such as C code and/or FPGA code, used to communicate with a component's digital interface.

电路功能与优势

本电路采用四通道、16位、串行输入、双极性电压输出DAC AD5764,可提供高精度、双极性数据转换。它利用精密基准电压源ADR02 在整个工作温度范围内实现最佳DAC性能。该16位精密DAC所需的外部器件只有基准电压源、电源引脚和基准输入上的去耦电容以及可选的短路电流设置电阻,从而可节省成本和电路板空间。本电路非常适合闭环伺服控制和开环控制应用。

图1:采用精密基准电压源的AD5764 DAC高精度、双极性配置

电路描述

AD5764是一款高性能数模转换器,可保证单调性,积分非线性(INL)误差为±1 LSB(C级器件),噪声低,建立时间为10 μs。在较宽的工作电压范围内,保证具有额定性能。AVDD 电源电压范围为+11.4 V至+16.5 V,AVSS 工作电压范围为−11.4 V至−16.5 V,标称满量程输出电压范围为±10 V。

为使该DAC在整个工作温度范围内达到最佳性能,必须使用精密基准电压源。AD5764内置基准电压源缓冲器,因而无需外部正负基准电压源及相关的缓冲器,这样便进一步节省了成本和电路板空间。因为基准输入(REFAB、REFCD)上施加的电压用来产生DAC内核所用的内部缓冲正负基准电压,所以外部基准电压的任何误差均会通过该器件的输出反映出来。

针对高精度应用选择基准电压源时,需要考虑四种可能的误差源:初始精度、输出电压的温度系数、长期漂移和输出电压噪声。表1列出了ADI公司的其它5 V精密基准电压源候选产品及其特性。


产品型号 初始精度
(最大值,mV)
长期漂移
(典型值,ppm)
温度漂移
(最大值,ppm/°C)
0.1 Hz至10 Hz 噪声
(典型值,μV 峰峰值)
ADR435B ±2 40 3 8
ADR425B ±1 50 3 3.4
ADR02B ±3 50 3* 10
ADR395B ±5 50 9 8
AD586T ±2.5 15 10 4

表1:精密基准电压源特性

AD5764的电源走线必须尽可能宽,以提供低阻抗路径,并减小电源线路上的突波效应。时钟等快速开关信号必须利用数字地屏蔽起来,以免向电路板上的其它器件辐射噪声,并且绝不应靠近基准输入。SDIN线路与SCLK线路之间布设接地线路有助于降低二者之间的串扰(多层电路板上不需要,因为它有独立的接地层;不过,接地线路有助于分开不同线路)。基准输入上的噪声必须降至最低,因为这种噪声会被耦合至DAC输出。应避免数字信号与模拟信号交叠。电路板相反两侧上的走线必须彼此垂直,这样有助于减小电路板上的馈通效应。推荐使用微带线技术,但这种技术对于双面电路板未必始终可行。采用这种技术时,电路板的元件侧专用于接地层,信号走线则布设在焊接侧。电路板至少需要4层才能实现最佳布局和性能:一个接地层、一个电源层和两个信号层。

The power supply traces of the AD5764 must be as wide as possible to provide low impedance paths and reduce the effects of glitches on the power supply line. Fast switching signals, such as clocks, must be shielded with digital ground to avoid radiating noise to other parts of the board, and must never be run near the reference inputs. A ground line routed between the SDIN and SCLK lines helps reduce crosstalk between them (not required on a multilayer board, which has a separate ground plane; however, it is helpful to separate the lines). It is essential to minimize noise on the reference inputs because it couples through to the DAC output. Avoid crossover of digital and analog signals. Traces on opposite sides of the board must run at right angles to each other. This reduces the effects of feedthrough on the board. A microstrip technique is recommended, but not always possible with a double-sided board. In this technique, the component side of the board is dedicated to the ground plane, and signal traces are placed on the solder side. Best layout and performance are achieved with at least a 4-layer multilayer board, where there is a ground plane layer, a power supply layer, and two signal layers.

此电路中所用产品:

产品 描述 可提供样片的产品型号
AD5764 完整的四通道、16位、高精度、串行输入、双极性电压输出DAC AD5764CSUZ AD5764SSUZ-EP-RL7 AD5764ASUZ AD5764BSUZ
AD586 高精度5 V基准电压源

欲获取样片,请 联系ADI公司

ADR02 超紧凑、5.0 V精密基准电压源 ADR02AUJZ-REEL7 ADR02AKSZ-REEL7 ADR02ARZ
ADR395 5.0 V微功耗、低噪声、精密基准电压源,内置关断功能 ADR395AUJZ-REEL7
沪ICP备09046653号
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