选择和使用高准确度数模转换器
要实现最佳的 DC 准确度,最简单的解决方案是采用低失调 (<10µV) 自动调零放大器 (如 LTC1150 或 LTC2054)。对于较宽的输出摆幅来说,可以在环路中纳入诸如 LT1010 等第二个缓冲器放大器。LT1012 是一个良好的中间输出放大器,以低功率 (11.4mW) 实现中等速度 (120us 稳定时间) 和良好的准确度 (±25µV 失调)。
对于高速应用来说,一个良好的选择是 LTC1468-2,该器件在 18 位时以 2us 时间将 10V 阶跃稳定在 ±1LSB 之内。请注意,±75µV 的最大失调将在 DAC 输出端使 INL 劣化高达 ±0.9LSB。对于需要较高准确度的高速应用来说,放大器失调可以用数字电位器来消除。
要在高速且未采用消除失调的措施时实现最佳准确度,合成的放大器电路是一个良好的选择。例如,图 4 显示,LTC2054 用作积分器来消除放大器失调。在输出转换时,LTC6240 最大限度地降低积分器输入的干扰,以避免扰乱低频通路。请注意,跨 1kΩ 电阻器的任何 DC 电流都以失调电压的形式出现,会引起 INL 误差,因此 LTC6240 具有低输入偏置电流很重要。LTC1360 提供宽的输出摆幅。这样产生的合成放大器以 16nV/√Hz 的噪声密度在 8us 的时间实现稳定。
图 4:DAC 输出放大器举例
结论
尽管很多 DAC 架构都允许用户实现 18 位分辨率和单调性,但是对于在 16 位时需要好于 ±15ppm 的准确度或 ±1LSB INL 的用户来说,阻性梯形或 R-2R DAC 是最佳选择。在电压和电流输出 R-2R DAC 之间进行选择时,设计师应该意识到,每一种架构对电源、基准和输出放大器都施加了不同的要求。选择一个非缓冲型 DAC 并将该 DAC 与一个仔细选择的放大器结合,可以最大限度地提高设计灵活性,并为给定应用提供最佳解决方案。
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