DN431: 高集成度四通道16位SoftSpan™电压输出DAC，适用于工业和控制应用
引言
数模转换器(DAC)在工业控制和自动化测试应用中非常常见。通用自动化测试设备通常需要多个通道的精确可控电压，覆盖多个电压范围。LTC2704是一款高集成度16位、4通道DAC，适用于高端应用。它具有许多旨在提高性能和简化设计的特性。
超高集成度
LTC2704在以下六个范围内（可通过软件进行选择）提供真正的16位性能：0V至5V、0V至10V、-2.5V至2.5V、-5V至5V、-10V至10V、-2.5V至7.5V。四路单范围电压输出通常需要四个电流输出DAC、两个基准放大器和四个输出放大器。如果使用双通道放大器，则总计需要七个封装。以分立方式实现多个范围是不允许的。 设计笔记337解释了实现多个范围的难点，包括精密匹配电阻的成本和模拟开关的性能限制。控制层面也很复杂，每个DAC与范围控制都需要额外的数字线路。LTC2704将所有这些功能不折不扣地集成到单个封装中，并且所有功能都通过易于使用的4线SPI总线进行控制。
易于使用
LTC2704提供了许多特性来帮助简化系统设计。电压输出和反馈是分开的，支持添加外部电流增驱而不会损失精度。C1A、C1B、C1C和C1D引脚允许使用外部频率补偿电容，使得容性负载可以由LTC2704的输出直接驱动，或者补偿响应较慢的增强级。 VOS引脚可以方便地用来偏移输出电压。从 VOS引脚到输出的增益为-0.01、-0.02或-0.04，具体取决于所选范围。虽然这看似是一个在外部实现的简单功能，但将其内置于LTC2704中，就无需担心外部偏移电阻与内部电阻的温度系数匹配问题。
示例电路
图1显示了LTC2704特性的几种用法。DAC A的偏移引脚由LTC2601 DAC通过LTC1991放大器驱动。它在±2.5V和0V至5V范围内可提供±50mV的“系统偏移”调整，在-2.5V至7.5V、±5V和0V至10V范围内可提供±100mV的调整，在±10V范围内可提供±200mV的调整。C1引脚保持开路以便能够快速建立。LTC2604四通道DAC可用于驱动所有四个偏移引脚，且可与LTC2704共享同一SPI总线。
DAC B通过1Ω电阻驱动1µF电容，并带有2200pF的额外补偿。这对于负载具有高频瞬变的应用很有帮助，例如驱动ADC的参考电压引脚。
DAC C用于驱动LT3080低压差稳压器，提供高达1A的输出电流，这可用于直接为测试电路供电。全局反馈消除了稳压器的失调，从而确保高输出精度。
DAC D通过LT1970功率运算放大器来增强驱动能力，提供500mA的驱动电流（拉电流或灌电流）。同样，全局反馈保证了高直流精度。
结语
LTC2704提供了一种用于产生多个精密电压的高集成度解决方案。与采用独立DAC和放大器的实现方案相比，它能够节省设计时间、电路板空间和成本。
作者
