作者:Mark Thoren, Chad Steward, and Noe Quintero
LTC2668-16 將 16、16 位高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 封裝到纖巧型 6 × 6mm QFN 封裝中,具有采用 5 × 5 QFN 中的 8 和 4 通道版本,以及用于低分辨率應(yīng)用的 12 位版本。像這樣的通用DAC可以進(jìn)入無(wú)數(shù)不同的應(yīng)用,并往往會(huì)產(chǎn)生一些有趣的問(wèn)題。本博客討論了一些更常見(jiàn)的問(wèn)題。
我應(yīng)該使用內(nèi)部基準(zhǔn)還是外部基準(zhǔn)?
LTC2668 的內(nèi)部基準(zhǔn)與一些最好的外部基準(zhǔn)相比表現(xiàn)良好,其初始準(zhǔn)確度為 0.2%,保證漂移為 10ppm/C。 在某些條件下,使用外部基準(zhǔn) (例如 LTC6655-2.5) 可以改善增益漂移。多個(gè)重負(fù)載 DAC 輸出將增加 LTC2668 芯片內(nèi)的功耗,并且溫度將相應(yīng)升高。使用外部基準(zhǔn)將使基準(zhǔn)電壓源與該溫升去耦,從而改善總增益漂移。
它可以產(chǎn)生其他輸出范圍,例如±12V嗎?
可以使用外部參照修改 SoftSpan 范圍。數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出的范圍假定為2.5V基準(zhǔn),可以重新解釋如下:
0-5V → 0-2V裁判
0-10V → 0-4V裁判
±2.5V → ±V裁判
±5V → ±2V裁判
±10V → ±4V裁判
使用外部基準(zhǔn)電壓源正常運(yùn)行必須滿足幾個(gè)條件,總結(jié)如下。修改輸出范圍時(shí),請(qǐng)查看所有這些要求。
電源:
4.5V < V+ < 15.75V –15.75V < V– < –4.5V(單極性或雙極性范圍) V– 直接連接到 GND(僅限單極性范圍)
4.5V < AVP < 5.5V
確保 10mA 拉電流/灌電流能力的輸出裕量:
最大輸出電壓 < (V+) – 1.4V 最小輸出電壓 > (V–) + 1.4V 如果輸出未加載,它們通常會(huì)擺幅在V+/V–的4mV
以內(nèi)。
AVP 的最小基準(zhǔn)電壓源和裕量:
0.5V < V裁判< AVP –1.75
LT?1761-BYP 是一款可調(diào) LDO 穩(wěn)壓器,非常適合于產(chǎn)生滿足基準(zhǔn)裕量要求的非標(biāo)準(zhǔn) AVP 電壓。
因此,滿足所有這些要求的最大輸出范圍為 ±14.35V,V+, V– = ±15.75V, V裁判= 3.5875V (非標(biāo)準(zhǔn)值),5.34V < AVP < 5.5V。
使用 LTC6655-3 將產(chǎn)生一個(gè) ±12V 的輸出范圍,這是一個(gè)通常要求的值。LTC6655-3.3 將產(chǎn)生一個(gè) ±13.2V 的輸出范圍;±通過(guò)對(duì)V+、V–和AVP使用5.05V至5.5V電源,滿足該范圍的所有裕量要求。
它可以驅(qū)動(dòng)超過(guò)1nF的電容嗎?
LTC2668 將直接驅(qū)動(dòng)高達(dá) 1000pF 的電流,但某些應(yīng)用需要驅(qū)動(dòng)一個(gè)更大的電容。圖1顯示了一個(gè)緩沖電路,該電路允許輸出直接驅(qū)動(dòng)高達(dá)5nF的電壓。
圖1.緩沖器允許 5nF 輸出電容。
一個(gè)25Ω串聯(lián)電阻足以去耦任何容性負(fù)載,但是最好通過(guò)步進(jìn)數(shù)字代碼和使輸出置于負(fù)載階躍來(lái)評(píng)估DAC的階躍響應(yīng),以確保其足以滿足應(yīng)用需求。
圖2.25Ω串聯(lián)電阻去耦任何容性負(fù)載。
如果以噪聲濾波為目標(biāo),則在輸出端加載電容不一定會(huì)降低噪聲,如果穩(wěn)定性很小,則可能會(huì)增加噪聲。應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求仔細(xì)評(píng)估輸出噪聲。表1列出了幾種帶寬的總噪聲。
帶寬 | 總噪聲 |
0.1赫茲至10赫茲 | 1.7μV有效值 |
0.1赫茲至 1kHz | 5μV有效值 |
0.1Hz 至 200kHz | 55μV有效值 |
0.1赫茲至1兆赫 | 100μV有效值 |
使用R-C濾波器降低噪聲的一個(gè)缺點(diǎn)是濾波器在直流時(shí)的輸出阻抗由濾波器的電阻決定。圖3所示為采用10Ω/1μF R-C濾波器的降噪濾波器,未濾波輸出的功率譜密度如圖4所示,濾波后的功率譜密度如圖5所示。
圖3.16kHz噪聲濾波器,具有10Ω輸出電阻。
圖4.典型 PSD、未濾波輸出 (30kHz 時(shí)為 133nV/√Hz)。
圖5.典型 PSD,濾波輸出(30kHz 時(shí)為 52nV/√Hz)。
該濾波器的小信號(hào)建立由10μs R-C時(shí)間常數(shù)決定。對(duì)于較大的步進(jìn),建立將受到LTC2668的內(nèi)部電流限值的限制,如圖6所示。
圖6.10Ω/1μF濾波器輸出的大信號(hào)建立。
我可以使用多路復(fù)用器引腳做什么?
LTC?2668 監(jiān)視器多路復(fù)用器允許在多路復(fù)用引腳上測(cè)量任何模擬輸出。此功能可用于校準(zhǔn)或故障檢測(cè)。8 路輸出 LTC2666 增加了測(cè)量 REFLO、REF、V+、V– 和一個(gè)溫度監(jiān)視器電壓的能力。四個(gè)輸出 LTC2664 增加了測(cè)量四個(gè)輔助輸入引腳的能力。圖7所示為一個(gè)測(cè)量電路,可在工作期間進(jìn)行精確測(cè)量。該電路的示例C代碼包含在Linduino代碼素描本中,可在 http://www.analog.com/en/design-center/evaluation-hardware-and-software/linduino 中找到。
圖7.監(jiān)控多路復(fù)用器測(cè)量。
LTC2664 的額外 MUXIN 引腳使得能夠補(bǔ)償一個(gè)輸出濾波器引入的壓降,如圖 8 所示。一旦知道濾波器輸出端的電壓,就可以相應(yīng)地調(diào)整DAC代碼。
圖8.測(cè)量濾波器壓降。
負(fù)載電流也可以通過(guò)根據(jù)公式1測(cè)量濾波電阻兩端的壓降來(lái)確定。
等式 1.I 負(fù)載 = (V出0– V木鑫0) / 25Ω
該技術(shù)確實(shí)要求負(fù)載電流在兩次測(cè)量期間保持恒定。
結(jié)論
LTC2668、LTC2666 和 LTC2664 為多個(gè)輸出 DAC 提供了非常高的集成度。出色的規(guī)格和最低的外部電路要求使該DAC非常適合從通用模擬調(diào)整到精密直流信號(hào)生成的各種應(yīng)用。
審核編輯:郭婷
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