電路功能與優(yōu)勢
本電路采用四通道、16位,、串行輸入,、雙極性電壓輸出DAC AD5764,，可提供高精度、雙極性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,。它利用精密基準電壓源ADR02在整個工作溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)最佳DAC性能,。該16位精密DAC所需的外部器件只有基準電壓源,、電源引腳和基準輸入上的去耦電容以及可選的短路電流設置電阻，從而可節(jié)省成本和電路板空間,。本電路非常適合閉環(huán)伺服控制和開環(huán)控制應用,。
電路描述
AD5764是一款高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器，可保證單調(diào)性,，積分非線性(INL)誤差為±1 LSB（C級器件）,，噪聲低，建立時間為10 μs,。在較寬的工作電壓范圍內(nèi),，保證具有額定性能。AVDD電源電壓范圍為+11.4 V至+16.5 V,，AVSS工作電壓范圍為−11.4 V至−16.5 V,，標稱滿量程輸出電壓范圍為±10 V。
為使該DAC在整個工作溫度范圍內(nèi)達到最佳性能,，必須使用精密基準電壓源,。AD5764內(nèi)置基準電壓源緩沖器，因而無需外部正負基準電壓源及相關的緩沖器,，這樣便進一步節(jié)省了成本和電路板空間,。因為基準輸入（REFAB、REFCD）上施加的電壓用來產(chǎn)生DAC內(nèi)核所用的內(nèi)部緩沖正負基準電壓,，所以外部基準電壓的任何誤差均會通過該器件的輸出反映出來,。
針對高精度應用選擇基準電壓源時，需要考慮四種可能的誤差源：初始精度,、輸出電壓的溫度系數(shù),、長期漂移和輸出電壓噪聲。表1列出了ADI公司的其它5 V精密基準電壓源候選產(chǎn)品及其特性,。
圖1.采用精密基準電壓源的AD5764 DAC高精度,、雙極性配置
在任何注重精度的電路中，精心考慮電源和接地回路布局有助于確保達到額定性能,。安裝AD5764所用的PCB必須采用模擬與數(shù)字部分的分離設計,，并限制在電路板的一定區(qū)域內(nèi)。如果AD5764所在系統(tǒng)中有多個器件要求AGND至DGND連接,，則只能在一個點上進行連接,。星形接地點盡可能靠近器件。AD5764的每個電源上必須有足夠大的旁路電容10 µF,，與0.1 µF電容并聯(lián)，并且盡可能靠近封裝,，最好是正對著該串聯(lián)電阻(ESR)和低有效串聯(lián)電感(ESI),，如高頻時提供低阻抗接地路徑的普通陶瓷型電容,，以便處理內(nèi)部邏輯開關所引起的瞬態(tài)電流。
表1：精密基準電壓源特性
|
產(chǎn)品型號 |
初始精度 |
長期漂移 |
溫度漂移 |
0.1 Hz至10 Hz 噪聲 |
|
±2 |
40 |
3 |
8 |
|
|
±1 |
50 |
3 |
3.4 |
|
|
±3 |
50 |
3 |
10 |
|
|
±5 |
50 |
9 |
8 |
|
|
±2.5 |
15 |
10 |
4 |
AD5764的電源走線必須盡可能寬,，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的突波效應,。時鐘等快速開關信號必須利用數(shù)字地屏蔽起來,，以免向電路板上的其它器件輻射噪聲，并且絕不應靠近基準輸入,。SDIN線路與SCLK線路之間布設接地線路有助于降低二者之間的串擾（多層電路板上不需要,，因為它有獨立的接地層；不過,，接地線路有助于分開不同線路）,。基準輸入上的噪聲必須降至最低,，因為這種噪聲會被耦合至DAC輸出,。應避免數(shù)字信號與模擬信號交疊。電路板相反兩側(cè)上的走線必須彼此垂直,，這樣有助于減小電路板上的饋通效應,。推薦使用微帶線技術，但這種技術對于雙面電路板未必始終可行,。采用這種技術時,，電路板的元件側(cè)專用于接地層，信號走線則布設在焊接側(cè),。電路板至少需要4層才能實現(xiàn)最佳布局和性能：一個接地層,、一個電源層和兩個信號層。
進一步閱讀
Kester, Walt. 2005. The Data Conversion Handbook. Analog Devices. Chapters 3 and 7.
MT-015 Tutorial, Basic DAC Architectures II: Binary DACs. Analog Devices.
MT-031 Tutorial, Grounding Data Converters and Solving the Mystery of AGND and DGND. Analog Devices.
MT-101 Tutorial, Decoupling Techniques. Analog Devices.
Voltage Reference Wizard Design Tool.
數(shù)據(jù)手冊和評估板
AD5764 Data Sheet.
AD5764 Evaluation Board.
ADR02 Data Sheet.
修訂歷史
5/09—Rev. 0 to Rev. A
Updated Format ................................................................ Universal
10/08—Revision 0: Initial Version