DAC构成开环、闭环和“设定后便不需再过问”系统

DAC 线性度起到重要作用的第三种应用是“设定后便不需再过问”的系统。在这类系统中，调节或校准只进行一次，也许在制造时或安装时。因此，这类系统一开始是一 种闭环系统，然后又变成开环的。所以，与初始准确度 (偏移、增益误差、INL) 有关的任何参数都不关键，因为这些参数在调节时都得到了补偿。但是一旦反馈去掉，稳定性就变得很关键了。表明稳定性的数据表性能规格包括：增益误差漂移、 失调和基准漂移。图 4 显示一个“设定后便不需再过问”的应用例子。在这张图中，一个较低分辨率的 DAC 驱动一个可编程增益放大器，该放大器设定精准 DAC 偏移调节引脚上的电压。在初始系统校准时，该较低分辨率 DAC 用来有效地校准精准 DAC 的增益偏移。这个调节代码可以存储在非易失性存储器中，并在系统每次加电时装载。

图 4：“设定后便不需再过问”的系统举例

进一步了解 DAC DC 性能规格

一旦决定了闭环、开环或“设定后便不需再过问”系统的类型，就该选择最好的 DAC 了。正如之前提到的那样，有些应用需要粗略调节，这意味着系统仅需要有限数量的可变设置。在这种情况下，8 位或 10 位分辨率的 DAC 一般就足够了。就需要更精细控制的系统而言，12 位 DAC 可以提供足够的分辨率。在今天的市场上，16 位和 18 位 DAC 提供最精细的每 LSB 分辨率。

LTC2600 是一种 16 位 8 通道 DAC，是为闭环系统而设计的。看一下它的 DC 性能规格会发现这是很明显的。典型的 INL 是 ±12LSB，最大值为 ±64LSB。典型的 INL 随输入代码的变化曲线在图 5 的下部显示了这些性能规格。16 位单调性和 ±1LSB DNL 误差允许在前馈通路中进行精准控制。正如前面提到的那样，前馈误差对闭环系统来说不重要，只要该 DAC 是单调的就行。

相反，新的 LTC2656 是一种 8 通道 DAC，所有 8 个 DAC 都提供 16 位单调性和卓越的 ±4LSB INL 误差，从而使该器件可能同时适合开环和闭环系统。LTC2656 封装中所有 8 个 DAC 的典型 INL 随代码变化的曲线如图 5 所示。在 16 位 8 通道 DAC 类别中，LTC2656 提供最佳 INL。

单个封装中的 8 个 DAC 都实现高线性度不是一个容易的设计任务。封装压力和电压随温度的漂移都必须在设计中考虑到。单个 DAC 实现较严格的 INL 性能规格会容易得多。例如，凌力尔特公司提供的 LTC2641 是一种单 16 位 DAC，该器件提供 ±1LSB INL 和 DNL 的最高 DC 性能规格。

除了 INL 和 DNL，其他要考虑的重要 DC 性能规格是偏移误差 (或零标度误差) 和增益误差 (满标度误差)。偏移误差表示，在 (或接近) 零标度输入编码时，实际传递函数与理想传递函数的匹配程度。就需要直到地的精准控制应用而言，偏移误差是非常重要的。LTC2656 提供非常低的 ±2mV 最大偏移误差。

增益误差表示实际传递函数斜率与理想传递函数斜率的匹配程度。增益误差和满标度误差有时可互换使用，但是满标度误差同时包括增益误差和偏移误 差。LTC2656 提供 ±64LSB 的最大增益误差，这等于满标度的0.098% (64/65536)，是一个非常小的最大增益误差。

具有非常好的偏移和增益误差的 DAC 可能允许系统不必运行控制器或 FPGA 中软件的校准周期。一个随时间和温度变化漂移非常小的 DAC 还使设计更简单，因为系统工程师不需要经常校准。

图 5：LTC2656 与 LTC2600 的比较

图 6：LTC2656 方框图

±10V 输出的 DACs

之前提到的 DAC 用于单电源或单极性 0V 至 5V 系统。不过，有些闭环、开环或“设定后便不需再过问”的系统需要 ±10V DAC。就这些高压系统而言，设计师既可以用具可编程增益放大器的单极性 0V 至 5V DAC来执行增益和电平移动，或者也可以由 DAC 直接提供 ±10V 的信号。

凌力尔特公司提供单、双和四通道 DAC 供客户选择，这些 DAC 提供高达 ±10V 的输出电压。LTC1592 是单通道 16 位 DAC 的一个例子，该器件提供两个单极性和 4 个双极性可由软件编程设定的输出电压范围，包括 0V 至 5V、0V 至 10V、±2.5V、±5V、±10V 和 -2.5V 至 7.5V。因此，同一个 DAC 既可以用于单极性系统也可以用于双极性系统，而无需彻底地重新设定控制器。例如，将 DAC 输出范围从 0V 至 5V 改变到 ±10V，仅需要改变至 DAC 串行位流中的两个位。

结论

DAC是开环、闭环或“设定后便不需再过问”系统的关键组件。这类系统每一种都需要 DAC 提供不同级别的准确度和分辨率。在特定分辨率时，总是有一些因素需要权衡，如价格、封装大孝基准准确度和输出阻抗。就最高精确度的系统而言，选择 DAC 时很重要的是不仅要考虑数据表第一页上