某些應用(例如ADC測試和校準)要求DAC具有極好的分辨率,單調性,精度和分辨率。在這些性能類別中,圖1中的電路很難被擊敗。其典型規格如下:
分辨率= 32位= 3×10–10= 1.2 nV = 192 dB。
DNL(微分非線性)= 27位= 400 nV = 162 dB。
INL(積分非線性)= 22位= 1.6 μV = 130 dB。
滿量程精度(未加邊框)= 11位=±2.5 mV = 66 dB。
零精度= 23位=±500 nV±10 nV /°C = 140 dB。
紋波和噪聲= 21位= 2 μV pp = 128 dB。
圖1該DAC電路使用精密模擬開關將兩個16位PWM信號求和,以實現32位分辨率。
DAC的32位分辨率的基礎是模擬開關S1和S2以及精密電阻網絡R2至R6對兩個16位PWM信號求和。DAC的單調性和DNL在理論上是無限的,并且,在實踐中,唯一的限制是1到216比R2:(R6+ R5+ RS2-ON)和R3:(R6+ R4+ RS2-ON)。0.1%電阻器的典型精度可產生約0.1 ppm = 27位的DNL。
AD586基準電壓源的輸出阻抗小于0.1Ω,斬波穩定的“零漂移”放大器A1的130dB CMR(共模抑制)主要限制了INL。R7抑制了RS1-ON中的不對稱性引起的潛在貢獻,從而產生了大約0.3 ppm = 22位的典型INL。
由于LTC1151 A1和A2運算放大器的出色規格以及MAX4053A S2的電荷注入性能:約0.4 ppm或23位,因此零精度和輸出噪聲規范處于低微伏級。
AD586L 5V基準電壓源的未調整誤差為±500 ppm,這限制了絕對精度。如果您的設計需要更高的精度,則可以使用ADI公司的簡單調整電路對其進行進一步的調整。所建議的200 Hz PWM周期并不重要。您只需更改R1和C1即可適應任何方便的頻率。R1C1時間常數與PWM周期時間的接近程度決定了A1-S2-A2同步“零紋波”積分保持濾波器的建立時間,并且最快可達到一個周期如果匹配正確。
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