工業(yè)和控制應(yīng)用的高集成度四通道DAC

　　引言

　　在工業(yè)控制和自動化測試應(yīng)用中使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC） 是很普遍。通用型自動化測試設(shè)備常常需要橫跨多個電壓範圍的多通道精準控制電壓。LTC?2704 是一款面向高端應(yīng)用的高集成度16位、四通道DAC。它擁有眾多專為提升性能和簡化設(shè)計而設(shè)計的特點。

　　前所未有的集成度

　　LTC2704 在 6 種可利用軟件進行選擇的電壓範圍內(nèi)提供了真正的 16 位性能，它們是：0V 至 5V、0V 至 10V、–2.5V 至 2.5V、–5V 至 5V、–10V 至 10V 和 –2.5V 至 7.5V。四路單範圍電壓輸出一般將需要 4 個電流輸出 DAC、2 個基準放大器和 4 個輸出放大器 —— 如果使用雙通道放大器，則將需要共7個元件。采用分立途徑來實現(xiàn)多個範圍是行不通的。設(shè)計要點 337 （Design Note 337） 說明了實現(xiàn)多個範圍所面臨的困難，包括精確匹配電阻器的高昂成本以及模擬開關(guān)的性能局限。而且，控制也復(fù)雜化了，需要增設(shè)用于每個 DAC 和範圍控制的額外數(shù)字線。LTC2704 把所有這些功能都集成在單個封裝中 （未進行任何折衷），而且，全部功能均通過一根易用型四線式 SPI 總線來控制。

　　易于使用

　　LTC2704 提供了許多用于輔助繫統(tǒng)設(shè)計的特點。電壓輸出和反饋是分開的，因而使得能夠在不損失準確度的情況下增設(shè)外部電流升壓級。C1A、C1B、C1C 和 C1D 引腳允許使用外部頻率補償電容器，既容許電容性負載由 LTC2704 的輸出來直接驅(qū)動，也可用于補償緩慢升壓級。VOS 引腳提供了一種給輸出電壓添加一個偏移的便利方法。從 VOS 引腳至輸出的增益為 –0.01、–0.02 或 –0.04 （取決于所選的電壓範圍）。雖然這看似是一種可在外部執(zhí)行的簡單功能，但在LTC2704的內(nèi)部來實現(xiàn)則可以消除有關(guān)外部偏移電阻器與內(nèi)部電阻器溫度繫數(shù)匹配方面的問題。

　　實例電路

　　圖1示出了使用LTC2704 功能的幾種方法。DAC A 的偏移引腳由一個 LTC2601 DAC 通過一個 LTC1991 放大器來驅(qū)動。這提供了±50mV （在 ±2.5V和0V至5V 範圍中）、±100mV （在 –2.5V 至 7.5V、±5V 和 0V 至 10V範圍中）和±200mV （在 ±10V範圍中）的“繫統(tǒng)偏移”調(diào)節(jié)量。C1引腳被置于開路狀態(tài)，以實現(xiàn)快速穩(wěn)定。一個LTC2604四通道DAC可用于驅(qū)動全部4個偏移引腳，并且能與LTC2704 共用同一根SPI總線。

　　DAC B通過一個1 Ω電阻器來驅(qū)動一個1μF電容器，并采用了 2200pF 的附加補償電容。這適用于那些負載具有高頻瞬變的應(yīng)用，比如：驅(qū)動一個 ADC 的基準引腳。

　　DAC C 驅(qū)動一個 LT3080 低壓差穩(wěn)壓器，提供了高達 1A 的輸出電流。這可用于直接為測試電路供電。全局反饋去除了穩(wěn)壓器的偏移，從而保持了輸出的準確度。 DAC D 由一個 LT1970 功率運算放大器來升壓，提供了 500mA 的驅(qū)動電流 （供電或吸收）。再一次，全局反饋保持了DC準確度。