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低速數(shù)模轉換器
閱讀�4622時間�2010-12-23 10:15:02

  當選擇數(shù)�轉換� (DAC) �,設計師可以從種類繁多的 IC 中選擇。DAC 可以針對具體的應用劃分成很多不同類別。不�,DAC 的劃分也可以簡化,僅分成 DC 或低速調節(jié)所需� DAC和產(chǎn)生高速波形所需� DAC� 本文專注于低速應用所需� DAC,而無論該應用是低分辨�還是高分辨率、是粗略調節(jié)還是精細調節(jié)�

  就選擇低� DAC 而言,決定設計是閉環(huán)、開�(huán)�"設定后便不需再過�"的系�(tǒng)是很重要。每一種設計都需要一個具某些關鍵性能�(guī)格的 DAC�

閉環(huán)系統(tǒng)

  閉環(huán)系統(tǒng)包括一條反饋通路,以檢測和校準任何誤差。傳感器根據(jù)諸如伺服電動�、流量閥或溫度檢測單元等的物理參�(shù)�(jiān)視輸出。然后傳感器將數(shù)�(jù)饋送回控制�,而控制器則利用這個信息決定是否需要校正�

  DAC 和模�(shù)轉換� (ADC) 是位于閉�(huán)系統(tǒng)核心的關鍵組�。DAC 用在前饋通路中以調節(jié)系統(tǒng),ADC 用在反饋通路�,以�(jiān)視這些調節(jié)的效果。它們一起施加和檢測模擬控制信號,以真實地調節(jié)它們控制的參數(shù)�

  電動機控制是這類閉環(huán)系統(tǒng)的一個例�,首�,將一個想要的輸出 (設定�) 加到控制器上,控制器對這個輸出和反饋信號進行比較。如果需要校�,那么控制器會調節(jié) DAC 的輸入編�,然� DAC 在其輸出端產(chǎn)生一個模擬電壓。該 DAC 的輸出電壓通過一個功率放大器放大,以給電動機提供所需的驅動電��

開環(huán)系統(tǒng)

  開環(huán)系統(tǒng)沒有反饋通路。這意味著,系�(tǒng)自身必須是準確的。開�(huán)控制對于良好定義的系�(tǒng)是有用的,在這類系統(tǒng)�,輸入編碼及其在負載上所導致行動之間的關系是已知�。如果負載不是非常可預測�,那么使用閉�(huán)控制�

  DAC 驅動凌力爾特�(wěn)壓器 LT3080 � SET 電壓引腳。SET 引腳是誤差放大器的輸入和輸出電壓的調節(jié)設定點。LT3080 的輸出電壓范圍為 0V 至額定輸出電��

  DAC 的分辨率決定 SET 引腳調節(jié)的步進大�。例�,一個具� 5V 基準� 8 � DAC � 5V / 28 = 19.5mV � LSB。一個具有同� 5V 基準� 12 � DAC � 1.2mV � LSB,一� 16 � DAC � 76μV � LSB。這意味著,就一個理� DAC 而言,數(shù)字編碼每增大一�,模擬輸出都應該增加 76μV�

  開環(huán)系統(tǒng)中的其他重要參數(shù)包括偏移、增益誤�、基準電壓誤差以及這些參數(shù)隨時間和溫度變化的穩(wěn)定�。INL 尤其重要,因為與閉環(huán)系統(tǒng)相比,DAC � INL 對系�(tǒng)的總體線性度有直接影��

性能�(guī)�

  一旦決定了閉環(huán)、開�(huán)�"設定后便不需再過�"系統(tǒng)的類型,就該選擇� DAC �。正如之前提到的那樣,有些應用需要粗略調節(jié),這意味著系統(tǒng)僅需要有限數(shù)量的可變設置。在這種情況��8 位或 10 位分辨率� DAC 一般就足夠了。就需要更精細控制的系�(tǒng)而言�12 � DAC 可以提供足夠的分辨率。在今天的市場上�16 位和 18 � DAC 提供最精細的每 LSB 分辨��

  LTC2600 是一� 16 � 8 通道 DAC,是為閉�(huán)系統(tǒng)而設計的??匆幌滤?DC 性能�(guī)格會�(fā)�(xiàn)這是很明顯的。典型的 INL � ±12LSB,值為 ±64LSB。典型的 INL 隨輸入代碼的變化曲線在圖 5 的下部顯示了這些性能�(guī)格�16 位單調性和 ±1LSB DNL 誤差允許在前饋通路中進行精準控制。正如前面提到的那樣,前饋誤差對閉環(huán)系統(tǒng)來說不重�,只要該 DAC 是單調的就行�

  相反,新� LTC2656 是一� 8 通道 DAC,所� 8 � DAC 都提� 16 位單調性和卓越� ±4LSB INL 誤差,從而使該器件可能同時適合開�(huán)和閉�(huán)系統(tǒng)。LTC2656 封裝中所� 8 � DAC 的典� INL 隨代碼變化的曲線如圖 5 所示。在 16 � 8 通道 DAC 類別�,LTC2656 提供 INL�

  單個封裝中� 8 � DAC 都實�(xiàn)高線性度不是一個容易的設計任務。封裝壓力和電壓隨溫度的漂移都必須在設計中考慮�。單� DAC 實現(xiàn)較嚴格的 INL 性能�(guī)格會容易得多。例�,凌力爾特公司提供的 LTC2641 是一種單 16 � DAC,該器件提供 ±1LSB INL � DNL � DC 性能�(guī)��

  除了 INL � DNL,其他要考慮的重� DC 性能�(guī)格是偏移誤差 (或零標度誤差) 和增益誤� (滿標度誤�)。偏移誤差表�,在 (或接�) 零標度輸入編碼時,實際傳遞函�(shù)與理想傳遞函�(shù)的匹配程�。就需要直到地的精準控制應用而言,偏移誤差是非常重要�。LTC2656 提供非常低的 ±2mV 偏移誤差�

  增益誤差表示實際傳遞函數(shù)斜率與理想傳遞函�(shù)斜率的匹配程度。增益誤差和滿標度誤差有時可互換使用,但是滿標度誤差同時包括增益誤差和偏移誤�。LTC2656 提供 ±64LSB 的增益誤差,這等于滿標度�0.098% (64/65536),是一個非常小的增益誤��

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