低速數模轉換器選型需求的權衡與分析

　　設定后便不需再過(guò)問(wèn)的系統

　　DAC 線(xiàn)性度起到重要作用的第三種應用是設定后便不需再過(guò)問(wèn)的系統。在這類(lèi)系統中，調節或校準只進(jìn)行一次，也許在制造時(shí)或安裝時(shí)。因此，這類(lèi)系統一開(kāi)始是一種閉環(huán)系統，然后又變成開(kāi)環(huán)的。所以，與初始準確度 (偏移、增益誤差、INL) 有關(guān)的任何參數都不關(guān)鍵，因為這些參數在調節時(shí)都得到了補償。但是一旦反饋去掉，穩定性就變得很關(guān)鍵了。表明穩定性的數據表性能規格包括：增益誤差漂移、失調和基準漂移。

　　圖 4 顯示一個(gè)設定后便不需再過(guò)問(wèn)的應用例子。在這張圖中，一個(gè)較低分辨率的 DAC 驅動(dòng)一個(gè)可編程增益放大器，該放大器設定精準 DAC 偏移調節引腳上的電壓。在初始系統校準時(shí)，該較低分辨率 DAC 用來(lái)有效地校準精準 DAC 的增益偏移。這個(gè)調節代碼可以存儲在非易失性存儲器中，并在系統每次加電時(shí)裝載。

　　圖 4：設定后便不需再過(guò)問(wèn)的系統舉例

　　進(jìn)一步了解 DAC DC 性能規格

　　一旦決定了閉環(huán)、開(kāi)環(huán)或設定后便不需再過(guò)問(wèn)系統的類(lèi)型，就該選擇最好的 DAC 了。正如之前提到的那樣，有些應用需要粗略調節，這意味著(zhù)系統僅需要有限數量的可變設置。在這種情況下，8 位或 10 位分辨率的 DAC 一般就足夠了。就需要更精細控制的系統而言，12 位 DAC 可以提供足夠的分辨率。在今天的市場(chǎng)上，16 位和 18 位 DAC 提供最精細的每 LSB 分辨率。

　　LTC2600 是一種 16 位 8 通道 DAC，是為閉環(huán)系統而設計的?？匆幌滤?DC 性能規格會(huì )發(fā)現這是很明顯的。典型的 INL 是 ±12LSB，最大值為 ±64LSB。典型的 INL 隨輸入代碼的變化曲線(xiàn)在圖 5 的下部顯示了這些性能規格。16 位單調性和 ±1LSB DNL 誤差允許在前饋通路中進(jìn)行精準控制。正如前面提到的那樣，前饋誤差對閉環(huán)系統來(lái)說(shuō)不重要，只要該 DAC 是單調的就行。

　　相反，新的 LTC2656 是一種 8 通道 DAC，所有 8 個(gè) DAC 都提供 16 位單調性和卓越的 ±4LSB INL 誤差，從而使該器件可能同時(shí)適合開(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統。LTC2656 封裝中所有 8 個(gè) DAC 的典型 INL 隨代碼變化的曲線(xiàn)如圖 5 所示。在 16 位 8 通道 DAC 類(lèi)別中，LTC2656 提供最佳 INL。

　　單個(gè)封裝中的 8 個(gè) DAC 都實(shí)現高線(xiàn)性度不是一個(gè)容易的設計任務(wù)。封裝壓力和電壓隨溫度的漂移都必須在設計中考慮到。單個(gè) DAC 實(shí)現較嚴格的 INL 性能規格會(huì )容易得多。例如，凌力爾特公司提供的 LTC2641 是一種單 16 位 DAC，該器件提供 ±1LSB INL 和 DNL 的最高 DC 性能規格。

　　除了 INL 和 DNL，其他要考慮的重要 DC 性能規格是偏移誤差 (或零標度誤差) 和增益誤差 (滿(mǎn)標度誤差)。偏移誤差表示，在 (或接近) 零標度輸入編碼時(shí)，實(shí)際傳遞函數與理想傳遞函數的匹配程度。就需要直到地的精準控制應用而言，偏移誤差是非常重要的。LTC2656 提供非常低的 ±2mV 最大偏移誤差。

　　增益誤差表示實(shí)際傳遞函數斜率與理想傳遞函數斜率的匹配程度。增益誤差和滿(mǎn)標度誤差有時(shí)可互換使用，但是滿(mǎn)標度誤差同時(shí)包括增益誤差和偏移誤差。LTC2656 提供 ±64LSB 的最大增益誤差，這等于滿(mǎn)標度的0.098% (64/65536)，是一個(gè)非常小的最大增益誤差。

　　具有非常好的偏移和增益誤差的 DAC 可能允許系統不必運行控制器或 FPGA 中軟件的校準周期。一個(gè)隨時(shí)間和溫度變化漂移非常小的 DAC 還使設計更簡(jiǎn)單，因為系統工程師不需要經(jīng)常校準。

　　圖 5：LTC2656 與 LTC2600 的比較