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技術(shù)專(zhuān)題
將DAC用作可編程基準(zhǔn)電壓源時(shí)的3個(gè)關(guān)鍵規(guī)格
將DAC用作可編程基準(zhǔn)電壓源時(shí)的3個(gè)關(guān)鍵規(guī)格
許多汽車(chē)，通信和工業(yè)系統(tǒng)都采用實(shí)際輸入，并提供相應(yīng)的輸出以創(chuàng)建精確的控制響應(yīng)。例如，自動(dòng)駕駛基于車(chē)輛與其他物體的接近程度的實(shí)際輸入來(lái)檢測(cè)和控制車(chē)輛。在電信無(wú)線電或基站中，室外溫度會(huì)影響傳輸?shù)墓β室?，因此需要放大以產(chǎn)生正確的輸出。工業(yè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)更改以保護(hù)工廠流程，測(cè)試和
校準(zhǔn)。
這些系統(tǒng)中的大多數(shù)組件都越來(lái)越趨向于數(shù)字技術(shù)，但是這些提供精確度和準(zhǔn)確性的系統(tǒng)的前端仍然主要是模擬的。模擬子系統(tǒng)需要參考電壓和電流來(lái)創(chuàng)建精確的設(shè)定點(diǎn)，以偏置激光二極管，控制電動(dòng)機(jī)位置或比較外部信號(hào)。穩(wěn)定的基準(zhǔn)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的精度至關(guān)重要，因?yàn)榛鶞?zhǔn)
可以為給定板上的許多其他組件提供固定電壓。
我將探討精密數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的關(guān)鍵規(guī)格，使其成為設(shè)計(jì)的合適參考電壓，并探討DAC的可編程性所帶來(lái)的額外好處。這三個(gè)規(guī)格有助于提高DAC的穩(wěn)定性和通用性，并有助于使DAC非常適合可編程電壓基準(zhǔn)。
為模擬電路提供準(zhǔn)確，穩(wěn)定的可編程參考。
規(guī)格編號(hào)1：輸出范圍
選擇DAC用作可編程基準(zhǔn)時(shí)，輸出范圍非常重要。您可能已經(jīng)知道參考電壓需要提供的電壓。某些DAC（例如DAC81404）可以提供多種輸出范圍，包括高電壓（> 5 V），低電壓（≤5V），雙極性（±5 V，±10 V，±20 V）和單極性（范圍從0 V到40 V）。
圖1展示了DAC81404的功能，使它能夠檢測(cè)DAC正在驅(qū)動(dòng)的負(fù)載R LOAD上的壓降，然后根據(jù)該壓降上下移動(dòng)DAC的輸出，以確保所需的DAC輸出。在V
OUT輸出。該電壓降可在-12 V至+12 V范圍內(nèi)得到補(bǔ)償。VSENSE功能進(jìn)一步有助于DAC的輸出精度，從而影響整體系統(tǒng)精度。
圖1中的電路還說(shuō)明了一個(gè)有趣的功能，可以實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)的輸出范圍。例如，您可以通過(guò)DAC 404的V SENSE功能輸出–
3V至+ 23V的輸出范圍。
規(guī)范2：穩(wěn)定性和隨時(shí)間推移的漂移
良好參考的最重要品質(zhì)之一是其在時(shí)間和溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。大多數(shù)半導(dǎo)體制造商都在DAC數(shù)據(jù)表中指定了隨時(shí)間變化的漂移。通常稱(chēng)為“輸出電壓隨時(shí)間漂移”。該規(guī)范描述的是DAC在給定溫度（40°C）下在給定時(shí)間（通常為1,000
小時(shí)）內(nèi)保持DAC滿(mǎn)量程范圍或滿(mǎn)量程范圍內(nèi)的輸出電壓的能力。再次以DAC81404為例，在其數(shù)據(jù)表的屏幕截圖中（圖2），您可以看到它是用相同的標(biāo)準(zhǔn)指定的，并且在滿(mǎn)量程范圍內(nèi)具有±6 ppm的低漂移。
DAC81404還具有一個(gè)精密的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，它提供的最大最壞情況漂移指標(biāo)為10 ppm /°C。該內(nèi)部基準(zhǔn)非常有用，因?yàn)橹灰浦笜?biāo)對(duì)于給定的應(yīng)用足夠低，則使用它就不需要額外的成本。否則，您可以始終使用外部基準(zhǔn)，同時(shí)仍將DAC81404保留此選項(xiàng)以用于更高精度的應(yīng)用。
規(guī)范3：直流精度（TUE）
用于表征大多數(shù)精度DAC的通用規(guī)范是總未調(diào)整誤差（TUE），由相對(duì)精度或積分非線性（INL）的均方根，偏移誤差和DAC的增益誤差表示。
TUE是組合DAC的所有主要DC誤差的最佳方法，它代表了定義DAC精度的總體規(guī)格。諸如DAC81404之類(lèi)的高級(jí)DAC具有極低的TUE，最大滿(mǎn)量程范圍僅為0.05％。低的TUE非常重要，因?yàn)?span>DAC需要在整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)以及整個(gè)溫度范圍內(nèi)保持特定的值。這種穩(wěn)定性對(duì)于可編程參考應(yīng)用很重要。
額外功能：可編程性
為什么可編程性在參考中如此重要？與固定參考相比，它解決了什么問(wèn)題？首先，可編程參考提供了靈活性 -尤其是隨著時(shí)間的推移補(bǔ)償輸出以適應(yīng)環(huán)境變化或系統(tǒng)要求的靈活性。當(dāng)它們?cè)诠S流程中構(gòu)建時(shí)，它們還使您能夠校準(zhǔn)系統(tǒng)的輸出。DAC的輸出可通過(guò)數(shù)字輸入控制。您可以將DAC輸出設(shè)置為替換基準(zhǔn)所需的任何值。