電路功能與優(yōu)勢(shì)

圖1所示電路提供精密、16位、±2.5 V低漂移雙極性電壓輸 出，采用+10 V至+15 V單電源供電。 AD5668 8通道denseDAC 的單極性電壓輸出由AD8638 自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器放大并進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。AD8638的最大漂移貢獻(xiàn)僅為0.06 ppm/°C。外 部基準(zhǔn)電壓源REF192確保最大漂移為5 ppm/°C（E級(jí)），并為AD8638電平增益和轉(zhuǎn)換電路提供低阻抗偽地電壓。

該電路針對(duì)采用單個(gè)+12 V供電軌的系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè) 問題提供了高效解決方案。合適的印刷電路板（PCB）布局 和接地技術(shù)可確保ADP2300 開關(guān)穩(wěn)壓器不會(huì)降低電路的整 體性能。

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圖1. 采用±5V電源的雙極性輸出DAC電路

電路描述

AD5668是一款通過SPI接口控制的16位、8通道、電壓輸出denseDAC。它包含一個(gè)片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源，最大漂移為10ppm/°C。上電時(shí)，片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源關(guān)閉，因而可以用外部基準(zhǔn)電壓源。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源通過軟件寫入使能。圖1所示的電路中采用了外部REF192，因?yàn)樾枰洼敵鲎杩箒眚?qū)動(dòng)AD8638運(yùn)算放大器的2.5 V偽地基準(zhǔn)電壓。

AD5668的輸出電壓在TP1處為0V至2.5V，此信號(hào)驅(qū)動(dòng)AD8638運(yùn)算放大器的同相輸入端。運(yùn)算放大器的信號(hào)增益為1+R2/R1，因此R1=R2時(shí)等于2。通過以2.5V基準(zhǔn)電壓 驅(qū)動(dòng)R1，向運(yùn)算放大器輸出中注入2.5V的負(fù)偏移。因此，TP2的雙極性輸出電壓擺幅為?2.5V至+2.5V。

該電路采用單電源供電，標(biāo)稱電壓為12V，可在10V至15V之間變動(dòng)。經(jīng)過調(diào)節(jié)的?5 V供電軌由ADP2300開關(guān)穩(wěn)壓器進(jìn)行反相buck-boost配置連接而產(chǎn)生。該電路可使用 www.analog.com/ADIsimPower上提供的ADIsimPower 程序來設(shè)計(jì)。L1耦合電感用于為采用Zeta配置的電路產(chǎn)生未經(jīng)調(diào)節(jié)的5V電源。該電路能夠針對(duì)較小的輸出電流產(chǎn)生高效 率。

圖2和圖3分別顯示了在TP2（雙極性輸出）處測(cè)量的積分非線性（INL）和差分非線性（DNL）。

圖2. 雙極性輸出（TP2）的INL性能

圖3. 雙極性輸出（TP2）的DNL性能

圖4和圖5分別顯示了在TP1（單極性DAC輸出）處測(cè)量的INL和DNL。

圖4. 單極性DAC輸出（TP1）的INL性能

圖5. 單極性DAC輸出（TP1）的DNL性能

常見變化

AD5628和AD5648分別是AD5668的12位和14位版本。它們都有一個(gè)內(nèi)部增益為2的片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源。AD5628-1/AD5648-1/AD5668-1內(nèi)置一個(gè)1.25V、5 ppm/°C基準(zhǔn)電壓源，滿量程輸出范圍可達(dá)到2.5V；AD5628-2/AD5648-2/AD5668-2和AD5668-3內(nèi)置一個(gè)2.5 V、5 ppm/°C基準(zhǔn)電壓源，滿量程輸出范圍可達(dá)到5V。上電時(shí)，片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源關(guān)閉，因而可以使用外部基準(zhǔn)電壓源。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源通過軟件寫入使能。上述器件內(nèi)置一個(gè)上電復(fù)位電路，確保DAC上電后輸出0 V（AD5628-1/AD5648-1/AD5668-1、AD5628-2/AD5648-2/AD5668-2）或中間電平（AD5668-3）并保持該電平，直到執(zhí)行一次有效的寫操作為止。

AD8639是AD8638的雙通道版本，可根據(jù)需要使用。圖1中的電路使用單個(gè)AD8638來最大限度地減小八個(gè)通道之間的串?dāng)_。

可使用其他2.5V基準(zhǔn)電壓源，例如ADR4525，它擁有±0.02%的精度和最大2 ppm/°C的溫度系數(shù)（B級(jí)）。