CN0055: 采用AD5450/1/2/3电流输出DAC系列的可编程增益元件

精确设计,严谨验证,即取即用。了解更多

概览

电路笔记PDF, 09/2010 (pdf, 277 kB)
下载英文版PDF, 09/2010 (pdf,  135kB)
优势和特点
  • 可编程增益乘法DAC
  • 电流输出DAC
此电路中所用产品
    应用: 
  • 电子测试和测量

电路功能与优势

在要求DAC输出电压范围大于输入电压的应用中,可以采用可编程增益电路。本文所述电路利用一个乘法DACAD5450/51/52/53和一个快速、低失调运算放大器AD8065. 提供可编程增益功能。最大增益值和温度系数由外部电阻设置,增益分辨率由DAC设置。

图1:提高电流输出DAC的增益

电路描述

图1所示电路就是推荐用来提高电路增益的方法。R1、R2和R3应具有相似的温度系数,但不必与DAC的温度系数相匹配。在要求增益大于1的电路中,推荐使用这种方法。

VOUT = -增益 * VIN * (D/2n)


其中D为载入DAC数字字的小数表示。D = 0至255(8位AD5450);D = 0至1023(10位 AD5451);D = 0至4095(12位AD5452);D = 0至16383 (14位AD5453) ;n为位数。

该电路的主要优势就是能够解决增益温度系数误差问题。外部电阻的温度系数需要匹配,但不必与DAC梯形电阻的温度系数相匹配。

R1的前提条件是DAC的等效输入阻抗与R1之和需要与DAC的反馈电阻RFB与R2||R3之和匹配。R1和R2的值必须适当选择,使得输出电压不超过运算放大器的电源电压范围。另外还应注意,运算放大器的偏置电流乘以DAC的反馈电阻RFB + R2||R3,即可产生相应的失调电压。因此,R1和R2的值不能太大,否则将对总失调电压产生显著影响。

AD5450/51/52/53 均采用5 V CMOS工艺设计,电源电压VDD1 为2.5 V至5.5 V。输出放大器采用双电源电压驱动(VDD/VSS),并且电压需要足够大才能适应电路的模拟输出范围,一般为+/-12 V电源。4.7 pF电容用来防止闭环应用中的响铃振荡或不稳定问题。

运算放大器的输入失调电压也会和电路的可变增益(由于存在DAC的代码相关输出电阻)相乘。由于放大器的输入电压出现失调,因而两个相邻数字小数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。AD8065借助其低输入失调电压和低偏置电流特性可解决这一问题。

常见变化

OP1177是另一款适合该电流电压转换电路的优秀运算放大器,它同样具有低失调电压和超低偏置电流特性。至于基准电压的选择,输入电压会受所选运算放大器的轨到轨电压限制,增益则同样由电阻R2和R3设置。

此电路中所用产品:

产品 描述 可提供样片的产品型号
AD5450 8位、高带宽、串行接口乘法DAC AD5450YUJZ-REEL7
AD5451 10位、高带宽、串行接口乘法DAC AD5451YUJZ-REEL7
AD5452 12位、高带宽、串行接口乘法DAC AD5452YRMZ AD5452YUJZ-REEL7
AD5453 14位、高带宽、串行接口乘法DAC AD5453YUJZ-REEL7 AD5453WBCPZ-RL AD5453YRMZ AD5453YRM
AD8065 高性能、145 MHz FastFET™运算放大器 AD8065ARZ AD8065WARTZ-R7 AD8065ARTZ-REEL7
沪ICP备09046653号
评价这款电路 X
content here.
content here.

评价这款电路

关闭