CN0024: AD5546/AD5556 DAC的精密、双极性配置
电路描述
AD5546和AD5556分别是16位和14位、精密、乘法、低功耗、电流输出、并行输入数模转换器，采用2.7 V至5.5 V单电源供电，四象限输出的乘法基准电压为±15 V。内置的四象限电阻有利于电阻匹配和温度跟踪，使多象限应用所需的元件数量降至最少。
本电路使用高精度、高稳定性、10 V精密基准电压源ADR01。基准电压源的温度系数和长期漂移性能均为要求高精度转换应用的主要考虑因素，因此该器件是理想选择。
本电路的电流电压转换(I-V)级中使用了运算放大器。运算放大器的偏置电流和失调电压均为选择精密电流输出DAC的重要标准，因此该电路采用具有超低失调电压（典型值为100 μV）和偏置电流（典型值为21 pA）的AD8512运算放大器。C9为补偿电容。本应用的C9电容值为2.2 pF，经过优化可以补偿DAC的外部输出电容。
运算放大器的输入失调电压要乘以电路的可变噪声增益（由于存在DAC的代码相关输出阻抗）。由于放大器的输入电压失调，两个相邻数字码之间的噪声增益变化会使输出电压产生步进变化。此输出电压变化与两个代码间所需的输出变化相叠加，引起差分线性误差；如果该误差足够大，可能会导致DAC非单调。一般而言，为了确保沿各代码步进时保持单调性，输入失调电压应为LSB的一小部分。对于ADR01和AD5546，LSB大小为
AD8512的输入失调电压典型值为100 μV，因此可提供充足的余量。
运算放大器的输入偏置电流也会在电压输出上产生失调，其原因是偏置电流会流经反馈电阻RFB。就AD8628而言，其输入偏置电流典型值仅为21 pA，流经RFB电阻（通常为10 kΩ）时仅产生0.21 μV的误差。
AD5546/AD5556 DAC架构采用电流导引R-2R梯形电阻设计，要求使用外部基准电压源和运放，将双极性转换为输出电压。AD5546的输出电压VOUT可通过以下公式计算：
其中D为输入码的十进制等效值；对于16位DAC，D = 0至65535。AD5556的输出电压VOUT可通过以下公式计算：
其中D为输入码的十进制等效值；对于14位DAC，D = 0至16383。
