现代DAC和DAC缓冲器有助于提升系统性能、简化设计

AD5541A串行输入、单电源、电压输出nanoDAC+数模转换器提供16位分辨率和±0.5LSB典型积分/微分非线性特性。特别适合将乘法DAC用于电压开关模式的应用。在额定温度范围和电源电压范围内均有优异表现，可实现出色的线性度，并可用于需要精密直流性能和快速建立时间的3V至5V系统。采用2V至电源电压范围内的外部基准电压时，无缓冲电压输出可以将60kΩ负载从0V驱动至VREF.该器件可以在1?s内建立至？ LSB,噪声为11.8nV/√Hz,并具有低毛刺特性，非常适合部署在各种医疗、航空航天、通信和工业应用中。其3线式低功耗SPI串行接口能够以高达50 MHz时钟速率工作。AD5541A采用2.7V至5.5V单电源供电，功耗仅125?A.它提供8引脚和10引脚LFCSP及10引脚MSOP封装，额定温度范围为–40°C至+125°C,千片订量报价为6.25美元/片。

　　高速电流输出DAC缓冲器

　　变压器通常被认为是将高速电流输出DAC的互补输出转换为单端电压输出的最佳选择，因为变压器不会增加噪声，也不会消耗功率。尽管变压器在高频信号下表现良好，但它们无法处理许多仪表和医疗应用所需要的低频信号。这些应用要求一个低功耗、低失真、低噪声的高速放大器，以将互补电流转换成单端电压。此处展示的三个电路接受来自DAC的互补输出电流，并提供单端输出电压。将后两者的失真与变压器解决方案进行比较。

　　差分放大器： AD8129和AD8130差分转单端放大器（图15）用于第一个电路（图16）。它们在高频下具有极高的共模抑制性能。AD8129在增益为10或以上时保持稳定，而AD8130则在单位增益下保持稳定。它们的用户可调增益可以由， RF 和 RG.两个电阻的比值来设置。AD8129和AD8130在引脚1和引脚8上具有很高的输入阻抗，不受增益设置的影响。基准电压 （VREF, 引脚4）可以用来设置偏置电压，该偏置电压被乘以与差分输入电压相同的增益。

图15. AD8129/AD8130差动放大器

图16. 采用AD8129/AD8130的DAC缓冲器

　　方程1和方程2所示为放大器的输出电压与DAC的互补输出电流之间的关系。端接电阻RT,执行电流-电压转换；RF 与RG 之比决定了增益。 VREF 在方程2中被设为0.

　（1）

（2）

　　在图16中，该电路采用一个四通道高速、低功耗、14位DAC,其中，互补电流输出级将提高速度，降低低功耗DAC的失真。

　　图17展示的是电路的无杂散动态范围（SFDR），它是频率的函数，采用DAC和AD8129,其中，RF = 2k?, RG = 221?, RT = 100?, 且VO = 8Vp-p, 两个电源电压对应的不同值。此处选择了AD8129,因为它提供较大的输出信号，在G = 10时保持稳定，与AD8130相比，具有较高的增益带宽积。两种情况下，SFDR一般都要好于55dB,超过10MHz,在低电源电压下，约有>3dB的改善。

图17. DAC和AD8129的失真 VO = 8 V p-p

　　单位增益下的运算放大器： 第二个电路（图18）采用了一个高速放大器与两个 RT电阻。该放大器只是通过， RT将互补电流I1和 I2, 转换成单端输出电压， VO这个简单的电路不允许以放大器为增益模块放大信号。

图18. 采用运算放大器的简单差分到单端转换器

　　方程3所示为VO 与DAC输出电流之间的关系。失真数据通过与RT并联的5pF电容进行测量

（3）

　　为了展示这个电路的性能，DAC与ADA4857 和 ADA4817 运算放大器配对，其中T = 125? （and CT = CF = 5 pF与RT 并联，以实现稳定性和低通滤波）。单通道ADA4857-1和双通道ADA4857-2为单位增益稳定型、高速、电压反馈放大器，具有低失真、低噪声和高压摆率等特点。作为众多应用（包括超声、ATE、有源滤波器、ADC驱动器等）的理想解决方案，其带宽为850 MHz,压摆率为2800 V/μs,0.1%建立时间为10ns--全部都是在5mA的静态工作电流下实现。ADA4857-1和ADA4857-2具有宽工作电压范围（5V至10V），特别适合需要宽动态范围、精密、高速度和低功耗的系统

　　ADA4817-1（单通道）和ADA4817-2（双通道）FastFET?放大器是具有FET输入的单位增益稳定、超高速电压反馈型运算放大器。它们采用ADI公司的专有超快速互补双极性（XFCB）工艺制造，具有超低的噪声（4nV/√Hz和2.5fA/√Hz）和极高的输入阻抗。其输入电容为1.3pF,最大失调电压为2mV,功耗低（19mA），？3dB带宽较宽（1050MHz），非常适合数据采集前端、光电二极管前置放大器以及其他宽带跨阻应用。它们具有5V至10V的宽电源电压范围，可采用单电源或双电源供电，适合包括有源滤波、ADC驱动和DAC缓冲在内的各种应用。

图19比较了该电路在VO = 500mV p-p 时相对于一个采用变压器的电路的失真和频率之间的关系。变压器的失真低于放