【48812】把DAC的输出从单端形式转化到差分形式的电路
高速 DAC,比方模仿器材(Analog Devices)公司的 AD9776/78/79 TxDAC 系列,能供给差分输出,但关于低端交流电运用或高精度电平设置运用,装备差分转化电路的单端电流输出 DAC 供给了一种新颖的方法来生成差分波形操控功用。图 1 中的根本电路组合了电流输出 DAC(即 IC——来发生要求的输出。关于双电源运用,可挑选 DAC 的单极作业形式来到达 DAC 的最优功能。DAC 运用单一供给了双象限倍增或单极输出摇摆。DAC 的输出需求缓冲器,是因为对施加到 DAC 输入端的代码进行改动,就会改动它的输出阻抗。
以下公式界说了电路的输出电压:VOUT=-VREF×(D/2N),其间 N 界说了输入位数,VREF是基准电压,D 是二进制代码的十进制等价值。为了生成正共模电压,可把负电压用作 DAC 的基准电压。DAC 的内部规划可包容 -10 V ~ +10V 的交流电基准输入信号。在这种形式中,当您依托一个 5V 电源对DAC 供电时,它为四分之一满刻度代码改变供给 5Msps 最大更新速率。只有当您的运用需求可调增益时,才运用电阻器 R1和 R2。
单端至差分级由两个交叉耦合组成,电阻器 R5和 R6装备成一个单位增益跟从器。为完成对称电路,各输出还作为单位增益反相器经过 R7和 R8相互驱动。向运算扩大器IC2的正端子施加的电压设定了电路的共模电压。电阻器 R3和 R4操控着差分电压的巨细。请注意运用的输出负载要求及运算扩大器的输入电压和输出电压才能。
关于单电源运用,可在反向形式中运用电流输出 DAC,其间,把基准电压 VIN施加到 DAC的IOUT1引脚,并从 DAC 的 VREF端取得输出电压(图2)。在这种装备中,正基准电压发生正输出电压。该电路不运用 DAC 的反应电阻器 RFB,而且它与 IOUT1之间的衔接防止了杂散电容效应。DAC 的基准输入有一个阻抗,该阻抗随施加的代码而改变,因而就需求一个低阻抗源。
请注意:DAC梯型电路中的各开关不再具有相同的源极至漏极驱动电压,这又把输入电压约束在低电压。成果,各开关的接通电阻各有不同,并降低了DAC的线性度。别的,该形式还把最高更新速率约束在1.5Msps。您可以正常的运用双运算扩大器的若干部分来缓冲 DAC 的输入,并扩大 DAC 的输出电压(图 3)。该电路的预订运用决议了您对配套扩大器的挑选。关于低速的精细运用,运算扩大器需求很低的输入偏置电流和输入偏移电压,以防止 DAC 的 DNL(差分非线性)功能的恶化。例如,AD8628 在室温文5mV最高输入偏移电压下供给 100pA最大偏置电流。运算扩大器的低频噪声在精细电平设置运用中很重要,而AD8628规则的0.1 Hz ~ 10Hz噪声低于 0.5mV p-p。它的满摆幅输入和输出使它十分适用于单电源电路。
关于高速呈现运用,运算扩大器的转化率不得主导 DAC 的转化率。运算扩大器的带宽有必要宽到足以驱动反应负载,而且不得约束电路的总带宽,而 DAC的输出电压安稳时刻应该决议电路的最高更新速率。图1和图2中的AD8042供给170MHz 带宽和 225V/ms转化率,使它很简单完成这些成果。其它高速运算扩大器,如 AD8022、AD8023、AD8066,在本运用中也作业得很好。
DAC 只耗费 0.4mA 电源电流,因而运算扩大器主导着电路的功耗。为了尽量缩小电路在 印制电路板上的占位面积,您可用单一 AD8044 四芯运算扩大器来替代图 2 中的一切四个运算扩大器。在 1.4V 共模电压和 0.6V 差分信号下,数字化 8 点正弦波的单端至差分转化发生了差分输出(图 3)。