我們將探討快速精密DAC的關(guān)鍵參數(shù)以及先進(jìn)AD35xxR系列實(shí)現(xiàn)的性能。該系列包含 6 個(gè)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(jìn)是更新時(shí)間。更新時(shí)間考慮了將數(shù)據(jù)從控制器傳輸?shù)紻AC的時(shí)間、在DAC中處理數(shù)據(jù)的時(shí)間以及將輸出建立到所需電壓的時(shí)間。已盡一切努力縮短AD35xxR系列的更新時(shí)間。通過(guò)縮短更新時(shí)間，該器件更適合延遲限制反應(yīng)時(shí)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(shí)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(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)傳輸16位字。時(shí)鐘速度高達(dá)66 MHz時(shí)，傳輸時(shí)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(gè)時(shí)鐘周期（即60 ns）內(nèi)傳輸<>位字。通過(guò)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(wù)中發(fā)送無(wú)限的樣本流，只需發(fā)出一個(gè)寄存器地址。

AD35xxR系列通過(guò)在位鎖定時(shí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行所有數(shù)字運(yùn)算來(lái)降低處理開銷。因此，當(dāng)輸入最后一個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，在DAC開始驅(qū)動(dòng)新值之前只有一個(gè)組合延遲。

建立時(shí)間通常是一個(gè)緩慢的操作，其中細(xì)晶收斂到最終值可能需要比兩個(gè)代碼之間的粗粒度回轉(zhuǎn)更長(zhǎng)的時(shí)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(yīng)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(gè)預(yù)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(lái)驅(qū)動(dòng)預(yù)期負(fù)載。

AD354xR僅允許使用5個(gè)預(yù)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(dòng)重負(fù)載的空間受限應(yīng)用。

圖4.AD355xR原理框圖

AD35xxR系列不僅專為高斯信號(hào)和HiL而設(shè)計(jì)。它還非常適合諧波應(yīng)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(wú)需重新配置即可交替使用。快速模式允許使用 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(cuò)，以享受每個(gè)樣本的好處。例如，16位采樣可用于在兩個(gè)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