利用数字电位计ad5292构建30 v低成本dac.doc

利用数字电位计AD5292构建30V低成本DAC (CN0111)电路功能与优势图1所示电路采用digiPOT+系列数字电位计AD5292、双通道运算放大器ADA4091-2和基准电压源ADR512,提供一种低成本、高电压、单极性DAC。该电路提供10位分辨率,输出电压范围为0V至30V,能够提供最高±20mA的输出电流。AD5292可以通过SPI兼容型串行接口编程。利用数字电位计AD5292构建30V低成本DAC (CN0111)图1:单极性DAC配置(原理示意图,未显示去耦和所有连接)图1:单极性DAC配置(原理示意图,未显示去耦和所有连接)AD5292具有±1%电阻容差,因而可以与外部分压器电阻R3和R4串联,如图2和图5所示,以构建一个在缩小的输出电压范围内提供10位分辨率的游标DAC;这可以起到提高DAC灵敏度的作用,类似于增加一个与电位计串联的电阻。此外,AD5292内置一个20次可编程存储器,可以在上电时自定义输出电压VOUT。本电路具有高精度、低噪声和低温度系数输出电压等特性,非常适合数字校准应用。电路描述图1所示电路采用数字电位计AD5292、基准电压源ADR512和运算放大器ADA4091-2,提供一种10位、低成本、高电压DAC。本电路可保证单调性,微分非线性(DNL)为±1LSB,积分非线性典型值为±2LSB。高压稳压器由低压基准电压源和后接的同相放大器组成,该放大器的增益由R1与R2的比值决定。、高精度和超低噪声性能。确保ADR512最小工作电流的最大电阻值由公式1确定。在图1和图2中,RBIAS电阻为12kΩ,。利用数字电位计AD5292构建30V低成本DAC (CN0111)图2:通过缩小输出电压范围并利用游标DAC来提高精度(原理示意图,未显示去耦和所有连接)图2:通过缩小输出电压范围并利用游标DAC来提高精度(原理示意图,未显示去耦和所有连接)ADA4091-2是一款运算放大器,具有低失调电压和轨到轨输出。ADR512与ADA4091配合使用,可提供低温度系数和低噪声输出电压。电阻R1和R2用来调整放大器的增益。U1A的输出电压V1决定DAC的最大输出电压(VOUT)范围。可以用公式2计算电阻值。图1中,。可以用该电压为其它电路供电,最大输出电流为17mA。图3和图4分别显示典型的积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)曲线。在图1所示配置中,AD5292采用比率式工作方式,这意味着总电阻容差的变化不会影响性能。利用数字电位计AD5292构建30V低成本DAC (CN0111)图3:INL与DAC码的关系图3:INL与DAC码的关系利用数字电位计AD5292构建30V低成本DAC (CN0111)图4:DNL与DAC码的关系图4:DNL与DAC码的关系为改善电路精度,可以用两个外部电阻降低AD5292上的基准电压,如图5所示,由此便可在有限的电压范围内提供全部10位分辨率(游标DAC)。数字电位计通常具有±20%的端到端电阻容差误差,由于数字电位计与外部电阻之间存在匹配误差,因此会影响电路精度。AD5292则具有业界领先的±1%电阻容差性能,有助于克服电阻匹配误差问题。利用数