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作者:Tony Calabria?? 德州儀器
在上一篇 DAC 基礎(chǔ)知識博文中,我們對高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 中的輸出干擾源進行了探討。若您希望在增加代碼的過程中獲得線性轉(zhuǎn)換,那么這些輸出脈沖可能會擾亂系統(tǒng)運行。讓我們快速回顧一下我在上篇博文中介紹的干擾脈沖情況:
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DAC 輸出干擾的“能量”由脈沖(以綠色顯示)的寬度和高度定義??筛鶕?jù)系統(tǒng)要求對干擾的形狀進行很好的控制。在 DAC 輸出的后面添加一個簡單的 RC 濾波器能夠減小干擾的幅度,但會增加建立時間,而干擾“能量”(曲線下面的區(qū)域)保持不變。下面以 DAC 通過主要進位轉(zhuǎn)換階段為例,展示了 RC 濾波器之前和之后的輸出。
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應通過觀察干擾周期并提前 10 個單位左右選擇截止點 (cutoff point) 來為 RC 濾波器選擇適合的電阻與電容比。在選擇組件值時,應使用較小的電阻值以避免電阻負載上產(chǎn)生較大的壓降。電容值可根據(jù)所選的電阻值和所需的 RC 比率進行確定。
降低干擾的另一種方案是使用跟蹤與保持放大器。這種方法比較麻煩,因為需要嚴格的開關(guān)定時和外部組件,會導致成本和板級空間增加。
通過使用外部開關(guān)、一些無源組件以及放大器,您能夠完全去除 DAC 輸出干擾,但同時會出現(xiàn)來自新 S/H 開關(guān)的小瞬態(tài)信號??衫靡浑A低通濾波器級來減弱這種新的短小瞬態(tài)信號?;驹韴D如下所示。
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系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)非常簡單明了。當 DAC 通過主要進位轉(zhuǎn)換階段時,開關(guān)打開。這就是出現(xiàn)干擾的地方。一旦電壓轉(zhuǎn)換完成,開關(guān)就會閉合,并為 CH 采樣電容器充電以達到所需值。當 DAC 再次更新其輸出時,隨著外部開關(guān)打開電容器會繼續(xù)保持新的電壓值。這樣您在理論上就可以完全消除干擾,且不會增加建立時間。
下面是這兩種解決方案的優(yōu)缺點:
- 如果系統(tǒng)可以容許增加建立時間,并且需要降低干擾脈沖的幅度值,那么簡單的 RC 濾波器就足夠了。
- 如果系統(tǒng)需要完全消除干擾,則可采用跟蹤與保持放大器解決方案。
當然,另一種選項是為了避開 R-2R DAC,而采用電阻串 DAC 解決方案進行設(shè)計則可用避免出現(xiàn)較大干擾。應注意,這樣做可能會讓您不得不對其它 DAC 規(guī)范進行權(quán)衡。
如果您是第一次閱讀?DAC 基礎(chǔ)知識系列,并對我們的博文感興趣,那么您一定要閱讀我們之前發(fā)表的博文:
- 這些干擾是怎么回事?
- 電阻器梯形結(jié)構(gòu)
- 電阻串理論
- 靜態(tài)技術(shù)規(guī)范與線性度
- 追求完美
閱讀原文,? 請參見http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2013/07/01/dac-essentials-glitch-be-gone.aspx
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