精密数模转换器(DAC)DAC是高性能信号处理系统的关键数据转换组件，用于多个细分市场和应用。比如通信行业的无线和有线应用，工业市场从80系统到大型工业控制器，医疗系统中的患者监控或成像系统……ADI提供了非常丰富的DAC产品组合，分辨率从8到20，在性能、尺寸、功耗和易用性方面具有行业领先优势。本文将结合公司的DAC产品，看看高精度DAC如何从组件到信号链水平的各种具有挑战性的偏置和控制应用。

为您的应用程序选择最好的DAC

DAC市场非常巨大，只有ADI公司每年为各种应用销售数百万件设备。有时DAC不是用于主信号链，而是构成支持电路的一部分，它执行外围功能，如提供控制信号电平设置或校准功能。这些应用程序对于任何终端系统的成功都至关重要，但它们通常并不是系统设计者关注的焦点。因此，很难确定DAC在此类系统中的用途，以及何时需要此类产品。

DAC可以在信号链中执行许多功能，如偏置生成、紊乱和增益控制、定位和控制，以及波形的生成。下图显示了一些主要的高端最终应用程序，DAC通常可以在这些应用程序中找到特定的功能。

精密DAC适用于高精度、高达20位分辨率的应用，需要1LSB(最低有效位)或更小误差；Nano DAC是ADI流行的低压单电源产品系列，功耗低，解决方案尺寸最小，适用于需要高密度和空间限制的应用；DIGIPOT系列产品可用于简化开环应用或匹配容差，提供易失性和非易失性存储解决方案，支持最多1024位调整应用程序；直接数字频率合成和阻抗转换器可以提供快速采集和高精度调谐分辨率，DDS的目标应用程序需要精确或敏捷的频率和相位控制。ADI还有乘法DAC输出和双极DAC产品系列，可以提供快速建立特性和最高特性 宽输出范围/-10V。乘法DAC是电流输出DAC，需要缓冲器转换为输出电压，允许AC或DC输入信号作为基准电压；工业DAC提供广泛的可编程输出范围，从4-20ma到执行器控制±10 V，它还可以与ADI相处 结合HART调制解调器，为工厂的过程控制和自动化应用提供可靠、准确的解决方案。以下是两个应用实例。以下是两个应用实例。01基于1 ppm DAC AD579设计精密电压源

提供可控精密电压是高分辨率数模转换器的常用用途之一。分辨率高达20位，精度高达1 ppm和高速DAC的应用范围包括医疗MRI系统中的梯度线圈控制、测试和测量中的精密直流源、质谱测定和气谱分析中的精密定点和位置控制以及科学应用中的光束测试。

随着半导体处理技术、DAC架构设计和快速片内校准技术的发展，稳定、建立时间短的高线性度数模转换器成为可能。这种转换器可以提供高于1的优势 ppm的相对精度，0.05 ppm/°C温度漂移，0.1 ppm p-p噪声，优于1 ppm的长期稳定性和1MHz吞吐量。这种小型单芯片器件保证性能规格，不需要校准，使用方便。AD5791及其配套基准电压源和输出缓冲的典型功能框图如下图所示。

AD5791是单芯片，20 位置、电压输出数模转换器，额定1 LSB积分非线性度(INL)和微分非线性度(DNL)，是单芯片1 ppm 精度数模转换器(1 LSB@20位为220分之一 = 1 ppm）。该设备设计用于高精度仪器、测试和测量系统。与其他解决方案相比，其整体性能有了很大的提高，精度更高，体积更小，成本更低，使得以前没有经济可行性的仪器应用成为可能。

下图是AD5791数模转换器的精密电压源电路示意图，其中AD5791 (U1)作为精密数控1 电压范围为ppm电压源±10V，增量为20 μV；以AD8676 (U2)作为基准缓冲；AD8675 (U3)作为输出缓冲，绝对精度取决于外部10 V基准电压源的选择。

基于双电源双极输出DAC实现精密10V工业应用

许多现代工业和仪器系统可以访问多个不同的电源，最常见的是模拟电路的15V，数字逻辑的3V或5V，其中大多数需要输出10 V摆动驱动外部大负荷。一种可能的解决方案是选择双极输出DAC，它可以直接产生所需的输出电压。另一种解决方案是使用低压单电源(LVSS)DAC，将其输出电压放大到所需的输出电平。

如上述功能框图所示，双极性输出DAC的主要元件。它是由精密DAC制成的、输出放大器由基准电压源、基准电压缓冲器、失衡和增益调节组成。集成精密基准电压源很难适应16位应用，但最近的工艺进步和设计技术允许设计和集成具有优异漂移和热特性的基准电压源。热关闭、短路保护等故障保护模式，以及上电/关闭条件下的输出控制，是双极DAC集成的重要特点，可以简化系统设计。DAC提供相对于基准电压转换输出电压的数字码。调整模块提供偏移和调整DAC传输函数的功能。

AD5062是ADInanoDAC系列产品，是一款低功耗、单通道16位无缓冲电压输出DAC，采用2.7 V至5.5 V单电源供电。相对精度规格为±1 LSB，确保工作单调，微分非线性规格为±1 LSB。该装置采用灵活的三线串行接口，最高可达30 MHz的时钟速率，与标准SPI一起工作、QSPI™、MICROWIRE™、与DSP接口标准兼容。通过外部VREF引脚提供AD5062的基准电压。电影中提供基准电压缓冲。该装置内置一个上电复位电路，以确保DAC输出到零电平或中间电平并保持该电平。此外，它还具有关断特性。在关断模式下，设备为5 V时的功耗通常降至300 nA(典型值)并提供软件可选输出负载。关闭模式可以通过串行接口进入，设备的总非调整误差小于0.8 mV。

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