電路功能與優勢

　　圖1所示電路是一個16位、超穩定、低噪聲、精密、雙極性、±10 V電壓源，僅需搭配最少數量的精密外部元件。

　　AD5760電壓輸出DAC（B級）的積分非線性（INL）最大值為 ±0.5 LSB，差分非線性（DNL）最大值為±0.5 LSB。

　　完整系統具有低于0.1 LSB的峰峰值噪聲和漂移，以100秒時間間隔進行測量。該電路適用于醫療儀器、測試和測量，以及需要精密低漂移電壓源的工業控制應用中。

　　圖1. 16位精密±10 V電壓源（原理示意圖：未顯示所有連接和去耦）

　　電路描述

　　圖1所示電路基于真16位、無緩沖電壓輸出DACAD5760采用最高33 V雙極性電源供電。AD5760的正基準電壓輸入范圍為5 V至V DD ? 2.5 V，負基準電壓輸入范圍為VSS + 2.5 V 至0 V，相對精度最大值為±0.5 LSB，保證工作單調性，差分非線性（DNL）最大值為±0.5 LSB。AD5760輸出噪聲為8 nV/√Hz，還具有極高的長期線性誤差穩定性（0.00625 LSB）。

　　圖1顯示AD5760配置為帶有放大器輸入偏置電流補償的單位增益模式，可產生對稱的雙極性輸出電壓范圍。此工作模式采用外部輸出運算放大器和片內電阻（參見AD5760數據手冊）來提供輸入偏置電流補償。這些內部電阻相互之間以及與DAC梯形電阻之間均熱匹配，因而可實現比率熱跟蹤。

　　精密運算放大器AD8675 具有低失調電壓（最大值75 μV）和低噪聲（典型值2.8 nV/√Hz，0.1 μV p-p，0.1 Hz至10 Hz）特性，是AD5760的最佳輸出緩沖器。AD5760具有兩個內部匹配的6.8 kΩ前饋和反饋電阻，它們既可以連接到運算放大器 AD8675以提供10 V失調電壓，從而實現±10 V輸出擺幅，也可以并行連接以提供偏置電流消除功能。本例顯示±10 V雙極性輸出，電阻用于偏置電流消除功能。內部電阻連接通過設置AD5760控制寄存器中的相關位來控制（參見AD5760 數據手冊）。

　　ADR4550是高精度基準電壓源，提供出色的溫度穩定性（最大值2 ppm/°C，B級）和超低輸出電壓噪聲（2.8 μV p-p，0.1 Hz 至10 Hz）。這些特性使其成為AD5760的理想基準電壓源。

　　為了獲得±10 V輸出電壓范圍，使用AD8675和AD8676 （雙通道AD8675）將ADR4550的+5 V基準電壓放大至±10 V（如圖1 所示）。

　　輸出緩沖器同樣采用AD8675，它具有低噪聲和低漂移特性。此放大器與AD8676（AD8675的雙通道版本）共同將低噪聲ADR4550的+5 V基準電壓分別放大至+10 V和-10 V。此增益電路中的R1、R2、R3和R4為精密金屬薄片電阻，其容差和溫度系數電阻分別為0.01%和0.6 ppm/°C。R6和C4構成低通濾波器，截止頻率大約為10 Hz。該濾波器用于衰減基準電壓源噪聲。

　　如有需要，可使用單個雙通道放大器AD8676代替電路中的兩個運算放大器AD8675。然而，EVAL-AD5760SDZ板設計用于提供輸出級靈活性，因此本例中選擇兩個運算放大器 AD8675。

　　該電路的數字輸入采用串行輸入，并與標準SPI、QSPI、 MICROWIRE?和DSP接口標準兼容。

　　線性度測量

　　利用Agilent 3458A萬用表，在EVAL-AD5760評估板上演示圖 1所示電路的精密性能。圖2顯示積分非線性與DAC代碼具有函數關系，且位于± 0.5 LSB的規格范圍內。

　　圖3顯示差分非線性與DAC代碼具有函數關系，且位于±0.5 LSB的規格范圍內。

　　圖2. 積分非線性與DAC碼的關系

　　圖3. 微分非線性與DAC碼的關系