超高精度20位DAC的实现

2015-05-21 10:34:50来源: ednchina 关键字:测量仪器  DAC  信号处理
1、介绍:

最近,在高精度测量仪器中的D/A转换器信号处理已经得到实现。十年前,12位的数模转换器就被认为是很先进的器件了;今天,16位的DACs在系统设计中越来越多地被使用,这些才是真正的小于1位的线性误差和1ppm/C偏移的精密器件。尽管如此,仍然有要求更高性能的DAC应用。如,自动仪器测量,校准设备,激光微调器和医学电子等应用经常要求16位以上的精度,即使18位的DACs已经生产出来了,但是其价格昂贵,并要求更频繁的校准。这里就是讲述了一个不需要频繁校准的高达20位的DACs的构建。

 

 

图1

20位DACs的结构如上图所示,这里反馈校正网络主要是使用24位的ADC,LTC2400,将输出电压采集回来转换成数字编码,与用户输入的20位数字编码相比较,矫正误差。

 

2、具体电路

具体详细的电路如图2所示:

 

 

图2

结构图中的20位从属DAC包含了两片16位的DAC,两片16位DAC组成的应该是32位,但是,为了保证在所有条件下的回环捕获,超出的8位是重复的,所以由编码比较器输出的是24位的数字信号,然后给这24位DACs,为了保证一个稳定的1ppm漂移误差,综合后的DACs所得到的24位结果提供4位的误差范围,所以就取其中最好的20位。运放A1和A2是将DAC的电流输出转变成电压输出, 因为LTC1599是电流型DAC,与DAC0832一样。然后在运放A3那里汇总。A3的增益比例是已设定好的,所以修正回路总是能够修正过零和满幅误差。 运放A3的电压输出由通过LTC2400这个ADC采集回来与用户输出数据比较,修正误差。运放A3后的LT1010是一个20MHz带宽的+-150mA输出的电源缓冲器,用在这里是增强输出电压的驱动能力。运放A4是一个参考源反相器,用来给LTC1599提供基准源。运放A5在这里则为两个16位的DAC提供一个干净的地电势。

 

3、性能测试

如图3所示,输出噪声测试小于1uV:

 

图3

小电压步进下的测试:

 

关键字:测量仪器  DAC  信号处理

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0521/article_11848.html
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