Thomas Tzscheetzsch

大多數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）采用固定的正基準電壓和輸出電壓或與基準電壓和設(shè)定數(shù)字代碼的乘積成比例的電流工作。對于所謂的乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器（MDAC），情況并非如此。這里，基準電壓可能會發(fā)生變化，通常在±10 V范圍內(nèi)。然后，模擬輸出可以通過基準電壓和數(shù)字代碼受到動態(tài)影響。

應(yīng)用

通過相應(yīng)的接線，模塊可以輸出相對于基準放大、阻尼或反相的信號。這產(chǎn)生了波形發(fā)生器、可編程濾波器和PGA（可編程增益放大器）領(lǐng)域的應(yīng)用，以及許多其他必須調(diào)整失調(diào)或增益的應(yīng)用。

圖1.具有可變增益 （PGA） 的電路。

圖1所示為AD5453 14位MDAC，帶有下游放大器，可根據(jù)DAC的編程代碼放大或減弱信號。

電路計算

輸出電壓（V外） 的電路計算如下：

輸出電壓受運算放大器電源電壓的影響或限制，但增益和DAC的設(shè)定代碼D除外。在本例中，ADA4637-1放大器采用±15 V電源供電，最大電壓應(yīng)為±12 V，以使其具有足夠大的控制范圍。增益通過電阻R確定2和 R3:

所有電阻器 （R1到 R3）應(yīng)具有相同的電阻溫度系數(shù)（TCR），但不必與DAC內(nèi)部電阻的TCR相同。電阻R1用于根據(jù)以下關(guān)系將DAC中的內(nèi)部電阻（RFB）調(diào)整為電阻R2和R3：

選擇電阻時，運算放大器在最大輸入電壓下仍處于其工作范圍內(nèi)（DAC在V時可處理±10 V電壓）裁判).還應(yīng)該注意的是，放大器的輸入偏置電流（I偏見） 乘以電阻 （RFB+ R2?‖·3），并且這對失調(diào)電壓有相當大的影響。因此，根據(jù)所選數(shù)據(jù)手冊，ADA4637-1運算放大器具有非常低的輸入偏置電流和非常低的輸入失調(diào)電壓。為了防止閉環(huán)控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定性或所謂的振鈴，在I之間插入了4.7 pF電容。外和 RFB;這尤其推薦用于快速放大器。

如前所述，放大器的失調(diào)電壓乘以閉環(huán)增益。當增益由外部電阻設(shè)置時，變化幅度為與數(shù)字階躍相對應(yīng)的值，該值與所需值相加，從而產(chǎn)生差分非線性誤差。如果它足夠大，則可能導(dǎo)致DAC的非單調(diào)行為。為了避免這種影響，必須選擇具有低失調(diào)電壓和低輸入偏置電流的放大器。

與其他電路相比的優(yōu)勢

原則上，如果允許外部基準，也可以使用標準DAC，但它們與MDAC之間存在一些主要差異。標準DAC只能在基準輸入端處理幅度有限的單極性電壓。除幅度外，基準輸入帶寬非常有限。這在數(shù)據(jù)手冊上由乘以帶寬值表示。例如，對于AD5664 16位DAC，該值為340 kHz。乘以DAC可以在基準輸入端使用雙極性電壓，該電壓也可以高于電源電壓。帶寬也高得多，AD12的典型帶寬為5453 MHz。

結(jié)論

乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器并不普遍，但它們提供了多種可能性。除了具有高帶寬的自建PGA外，移動應(yīng)用也因其低于50μW的低功耗要求而非常適合應(yīng)用。

審核編輯：郭婷