AN-1517: 采用AD5662 DAC、ADuM1401数字隔离器和外部放大器构建16位完全隔离式电压输出模块

电路功能与优势

图1所示电路提供一种完整的工业控制输出模块解决方案。该设计适合需要双极性输出电压范围的过程控制可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)。AD5662nanoDAC®是一款采用SOT-23封装的5 V、16位数模转换器(DAC)。四通道数字隔离器ADuM1401提供微控制器与DAC之间所需的全部信号隔离。

电路描述

对于工业控制模块，模拟输出电压范围通常为±5 V、±10 V、0 V至5 V或0 V至10V。AD5662提供0 V至5 V的输出，该输出经过两个增益和偏移级，在前述每个范围内实现16位分辨率。跳线（图1中显示为开关）用于切换输出范围。该设计选用 OP2177，主要是因为其具有低噪声和低失调特性及双极性电压能力。

该电路选择ADR02为基准电压源。ADR02具有出色的百万分率漂移特性，其最大值为9 ppm/°C。它的输入范围最高达36 V，因此也经常用于工业应用。

ADuM1401是一款采用ADI公司 iCoupler®技术的四通道数字隔离器。它可用来在AD5662与系统微控制器之间实现隔离，隔离等级为2.5 kV rms。可以用三条线将标准串行外设接口(SPI)连接到AD5662：SYNC、SCLK和DIN。

图2所示为AD5662采用外部基准电压源ADR02时，电路输出的输出误差曲线（积分非线性）。结果显示为满量程百分比(%FSR)与输入数字码的关系。