精密DAC如何快速為您的精密驅(qū)動信號鏈增加價值

我們將探討快速精密DAC的關(guān)鍵參數(shù)以及先進AD35xxR系列實現(xiàn)的性能。該系列包含 6 個部分：

AD3552R / AD3551R：雙通道和單通道、16位DAC，具有外部跨阻放大器（TIA）和四通道SPI（QSPI）接口（圖1）。

圖1.AD355xR原理框圖

AD3542R / AD3541R：具有內(nèi)部 TIA 和雙 SPI 接口的雙通道和單通道 16 位 DAC（圖 2）。

AD3542R-12 / AD3541R-12：具有內(nèi)部 TIA 和雙 SPI 接口的雙通道和單通道 12 位 DAC（圖 2）。

圖2.AD354xR原理框圖

與傳統(tǒng)精密DAC相比，快速精密DAC最相關(guān)的改進是更新時間。更新時間考慮了將數(shù)據(jù)從控制器傳輸?shù)紻AC的時間、在DAC中處理數(shù)據(jù)的時間以及將輸出建立到所需電壓的時間。已盡一切努力縮短AD35xxR系列的更新時間。通過縮短更新時間，該器件更適合延遲限制反應時間的閉環(huán)，例如硬件在環(huán)（HiL）。

圖3.數(shù)據(jù)傳輸和建立時間

AD355xR具有雙倍數(shù)據(jù)速率（DDR）的四通道SPI接口，允許在兩個時鐘周期內(nèi)傳輸16位字。時鐘速度高達66 MHz時，傳輸時間低至30 ns，如圖3所示。AD354xR具有雙通道SPI DDR接口，允許在16個時鐘周期（即60 ns）內(nèi)傳輸<>位字。通過使用流模式，數(shù)據(jù)傳輸開銷最小化，該模式允許在同一事務中發(fā)送無限的樣本流，只需發(fā)出一個寄存器地址。

AD35xxR系列通過在位鎖定時動態(tài)執(zhí)行所有數(shù)字運算來降低處理開銷。因此，當輸入最后一個數(shù)據(jù)位時，在DAC開始驅(qū)動新值之前只有一個組合延遲。

建立時間通常是一個緩慢的操作，其中細晶收斂到最終值可能需要比兩個代碼之間的粗粒度回轉(zhuǎn)更長的時間。AD35xxR系列可以執(zhí)行大階躍轉(zhuǎn)換，并在0 ns內(nèi)建立至1.100%精度。AD355xR采用外部TIA，允許用戶根據(jù)應用要求滿足帶寬、噪聲和壓擺率要求。

AD35xxR系列還具有可配置的輸出電壓范圍，如圖4所示。

AD355xR具有最大的靈活性，除了5個預定義范圍外，它還允許自定義配置幅度和失調(diào)。使用外部 TIA 允許選擇合適的放大器來驅(qū)動預期負載。

AD354xR僅允許使用5個預定義范圍之一。具有內(nèi)部 TIA 允許將更小的封裝用于不需要驅(qū)動重負載的空間受限應用。

圖4.AD355xR原理框圖

AD35xxR系列不僅專為高斯信號和HiL而設計。它還非常適合諧波應用，例如精密波形生成。高采樣率允許在更寬的帶寬上生成非常干凈的音調(diào)，從而減少了切換濾波器的需要。圖5顯示了AD35xxR系列的THD。

圖5.AD35xxR 系列總諧波失真

AD35xxR系列提供兩種精密模式，無需重新配置即可交替使用?？焖倌Ｊ皆试S使用 16 位數(shù)據(jù)字以最大限度地提高更新速率，而精確模式使用 24 位數(shù)據(jù)字提供更高的精度。兩種模式在DNL和INL方面的比較如圖6所示。

圖6.AD35xxR DNL 和 INL 比較快速模式和精密模式

16 位和 24 位樣本可以交錯，以享受每個樣本的好處。例如，16位采樣可用于在兩個電平之間產(chǎn)生快速轉(zhuǎn)換，然后可以使用24位采樣產(chǎn)生更慢但更精確的電壓。

審核編輯：郭婷