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技術專題
將DAC用作可編程基準電壓源時的3個關鍵規格
將DAC用作可編程基準電壓源時的3個關鍵規格
許多汽車，通信和工業系統都采用實際輸入，并提供相應的輸出以創建精確的控制響應。例如，自動駕駛基于車輛與其他物體的接近程度的實際輸入來檢測和控制車輛。在電信無線電或基站中，室外溫度會影響傳輸的功率要求，因此需要放大以產生正確的輸出。工業設備進行實時更改以保護工廠流程，測試和
校準。
這些系統中的大多數組件都越來越趨向于數字技術，但是這些提供精確度和準確性的系統的前端仍然主要是模擬的。模擬子系統需要參考電壓和電流來創建精確的設定點，以偏置激光二極管，控制電動機位置或比較外部信號。穩定的基準對于整個系統的精度至關重要，因為基準
可以為給定板上的許多其他組件提供固定電壓。
我將探討精密數模轉換器（DAC）的關鍵規格，使其成為設計的合適參考電壓，并探討DAC的可編程性所帶來的額外好處。這三個規格有助于提高DAC的穩定性和通用性，并有助于使DAC非常適合可編程電壓基準。
為模擬電路提供準確，穩定的可編程參考。
規格編號1：輸出范圍
選擇DAC用作可編程基準時，輸出范圍非常重要。您可能已經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DAC正在驅動的負載R LOAD上的壓降，然后根據該壓降上下移動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范圍內得到補償。VSENSE功能進一步有助于DAC的輸出精度，從而影響整體系統精度。
圖1中的電路還說明了一個有趣的功能，可以實現不對稱的輸出范圍。例如，您可以通過DAC 404的V SENSE功能輸出–
3V至+ 23V的輸出范圍。
規范2：穩定性和隨時間推移的漂移
良好參考的最重要品質之一是其在時間和溫度范圍內的穩定性。大多數半導體制造商都在DAC數據表中指定了隨時間變化的漂移。通常稱為“輸出電壓隨時間漂移”。該規范描述的是DAC在給定溫度（40°C）下在給定時間（通常為1,000
小時）內保持DAC滿量程范圍或滿量程范圍內的輸出電壓的能力。再次以DAC81404為例，在其數據表的屏幕截圖中（圖2），您可以看到它是用相同的標準指定的，并且在滿量程范圍內具有±6 ppm的低漂移。
DAC81404還具有一個精密的內部基準電壓源，它提供的最大最壞情況漂移指標為10 ppm /°C。該內部基準非常有用，因為只要漂移指標對于給定的應用足夠低，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，同時仍將DAC81404保留此選項以用于更高精度的應用。
規范3：直流精度（TUE）
用于表征大多數精度DAC的通用規范是總未調整誤差（TUE），由相對精度或積分非線性（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精度的總體規格。諸如DAC81404之類的高級DAC具有極低的TUE，最大滿量程范圍僅為0.05％。低的TUE非常重要，因為DAC需要在整個時間范圍內以及整個溫度范圍內保持特定的值。這種穩定性對于可編程參考應用很重要。
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，它解決了什么問題？首先，可編程參考提供了靈活性 -尤其是隨著時間的推移補償輸出以適應環境變化或系統要求的靈活性。當它們在工廠流程中構建時，它們還使您能夠校準系統的輸出。DAC的輸出可通過數字輸入控制。您可以將DAC輸出設置為替換基準所需的任何值。