16位高速数模转换器DAC—16的基本性能及其应用

ｌ　６位高速数模转换器ＤＡＣ一１　６的基本性能及其应用　一２３　●新特器件应用　１　６位高速数模转换器ＤＡＣ一１６　。Ｊ　Ｉ　的基本性能及其应用　

西安英世模拟器件公司（７１００６８）　张强　弋　ｓ．　＾摘要：ＤＡＣ一１６是美国模拟器件公司最近推出的新产品。它是一种１６位并行输入数　ｈ字量，电流输出的高速数模转换器。本文介绍了ＤＡＣ一１６的主要性能指标及其应用，　详细夼绍其补偿电容、滤波电容及运算放大器等有关器件的选择＋同时给出了运算放　大器的选择斧件，并且推荐了几种适用于ＤＡｃ一１　６的运算放大器。　关键词：高退麴模转换嚣转换时阃“ｒ。型滤波嚣性能价格比　

Ｖ　高速数模转换器ＤＡＣ一１　６是美国模拟器　件公司（ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅｓ　Ｉｎｃ以下简称Ａ·Ｄ　公司）最近推出的一种新产品。它的最大特点　是：高速、高精度、低成本、低噪声、低功耗。与　其它公司的同类产品比较（表１），ＤＡＣ—ｌ　６的　性能价格比更好　因此，ＤＡＣ一１６数模转换器　投入市场后，深受广大用户欢迎。　１、ＤＡＣ一１６的基本特性　ＤＡＣ一１６数模转换器是一种并行数据输　入，电流输出的数模转换器，它由参考源输入　缓冲器与１６位数模转换器二部分组成。它的　整个转换时间只唷５００ｎｓ．片内无参考源，外　接参考源可以是直流形式，也可以是交流形　式，因此使用十分方便。　ＤＡＣ—ｌ　６的功能原理方框图如图１所　示。　ＤＡＣ一１６的主要性能指标如下：　输入方式　１　６位并行输入。　输出方式：电流输出，最大电流５ｍＡ。　

输出电平：ＴＴＬ／ＣＭＯＳ兼容。　分辨率：１６位。　转换时间：５００ｎｓ。　总线性度：最大±２Ｉ　ＳＢ。　局部线性度：±０．７ＬＳＢ。　输人参考电流：最大６２５￣Ａ。　满量程输出电流：５ｍＡ。　逻辑输入高电压：最低２．４Ｖ。　逻辑输入低电压：最高０．８Ｖ。　

图１　ＤＡＣ一１６原理框图　表１几种同类型１６位数模转换器性能、价格比较　达到１６位时建立时间　单调变化　最大功耗　购买１００片时单价　型　号　公司名称　ｎｓ　所能达到　ｒ　Ｗ　￥　

ＤＡＣ７０２ＬＨ　Ｂｕｒｒ—Ｂｔｏｗｎ　１０００　１５Ｂ＿ｌ　７９０　５７．８　ＳＰ９３１６　Ｓｉｐｅｘ　２￣，００　１４Ｂｉｔ　６Ｏ　４６．０　ＤＡＣ一１＇６　Ａ·Ｄ　５００　１６ｈｌＴ　２５Ｏ　３２．０　

维普资讯 http://www.cqvip.com ２４一　《国外电子元嚣件｝１９９６年第４期１９９６年４月　最大功耗（极限参数）：２６０ｍＷ。　封装形式：２４脚密封陶瓷双列直插和２８　脚无引线陶瓷芯片载体。　ＤＡＣ一１　６的管脚排列如图２所示。　２、ＤＡＣ一１６的基本应用　由于ＤＡＣ一１６具有高速、高精度、低噪　声及其乘法特性，所以在微波通讯、光纤通　讯、医学图像系统、遥控与遥测系统、高分　：４．ＰｊｎＤＩＰ（Ｐ，Ｓ，ＶＢ）　同２（ａ）１４脚双列直插形式的恃脚排列厨　２８·Ｐｉｎ　ＬＣＣＣ（ＴＣ　芏　ｌ上　ｊ　ｌ芏　§上　ｊ§　４　３　２　’２８　２７　２６　Ｄ日１　０ｆＭＳＢＩ　５　２４　ＶＥＥ　’２　１３　１●１５’６　１７’日　盅　墨　富　蛊墨　暑　盆　ａ　ａ　Ｄ　ａ　Ｄ　Ｄ　ａ　图２【ｂ　Ｊ　２８脚陶瓷葛片载体的管脚排列图　辨率显示系统、自动测试系统、激光制导、　实验室仪器、医疗仪器、模拟器、离散与混　合的数据转换等各个领域中得到了广泛的　应用。　ＤＡＣ一１６的基本接线方式如图３所示。　单极性接法时，ＤＡＣ一１６的输人数字码采用　负逻辑。当所有的数字码输入全为零时　（００００一）．输出电流比满度低一个最低位　（Ｉ　ＳＢ即１／２　Ｉ　），如果输入的数字码全为　“１　时（ＦＦＦＦＨ）．输出电流为零。因此，可以用　下列公式表示单极应用时ＤＡＣ一１６的输人　数字码与输出电流值的关系：　

一‰　）　（１）　

转化为电压输出时：　ｖ　＝Ｒ　３ｘ　Ｉ　一８Ｒ　）　蛆　

说明：数字码应转换成十进制值。　根据公式（１）与（２）可以列出对应的值，　如表２所示。ＤＡＣ—ｌ　６从参考源输人的参考　电流Ｉ　一５００ｖＡ．满量程时，输出电流　ＩｏｕＴ一４ｍＡ一１Ｉ　ＳＢ．如果Ｒ　１．２５ｋｆ￣．转换　成电压输出，则Ｖ　一５．０Ｖ。在图３（ａ）的电　路中，Ｒ　是一个固定值的热敏电阻，并且要求　它的温度性能（阻值一温度跟随性）好　在图３（ｂ　中，双极性输出状况是在单极　性输出（图３ａ）的基础上，偏移一个电压，并　且将图３（ａ）中Ｒ　的电阻值增大一倍。因此，　双极性输出时的数字码与单极性输出时的数　字码相同。它的输出电压可以用公式３表　示。　

Ｒ×８Ｉｍｖ（１　）　Ｄ　‘　（３）　×（　ｊ　

在图３的电路图中，为了提高精度，降低　参考源的噪声，在参考源的输出端电阻Ｒ　、　

。　＿；枷孵　哪　咄咖　啉嘴　维普资讯 http://www.cqvip.com １６住高速数模转换器ＤＡＣ一１６的基本性能度其应用　一２５　图３（ａ）单极性输出时的基本接线方法　的陶瓷电容和１　ｆ的钽　电容。　使用时，一定要注意　补偿端的连接。补偿电　容可以跨接在补偿端（管　脚２４（Ｃ　ｎＭ　）和模拟地　（管脚２２ＡＧＮＤ）之间，　也可以跨接到负电源（管　脚２０ＶＥＥ）与补偿端（管　脚２４Ｃｃｏ　）之闻，具体　接法如图５所示。在图５　中，电容器采用０．１　的　陶瓷电容和４７ｐｆ的钽电　容。　３、运算放大器的　

选用　

进行系统设计时，一　定要充分考虑与数模转　换器ＤＡＣ一１６相配套的　运算放大器的性能。选用　器件时，应考虑以下几个　方面：　（１）输入失调电压　Ｖ。ｓ。　置富系数２ＰＰ　（２）输入偏置电流一　图３（ｂ）双极性输出时的基本接线方法　Ｉ　Ｂ。　

Ｒ　之间对地增加一个高质量的２２　ｆ钽电容，　

形成“ｒ　型滤波器。“ｒ　型滤波器的截止频率　应低于３Ｈｚ。使用时，在印刷线路板上应将　ＤＡＣ一１６的模拟地（管脚２２）与参考源地（管　脚２１）连接到一起，作为该系统的模拟信号　与参考源信号的公共地，然后再与数字地（管　脚２）相连。这样，就能减少系统的噪声与干　扰。值得指出的是：ＤＡＣ　１６的电源Ｖｃ　、ＶＥＥ　旁路电容接地端应与模拟地（管脚２２）相　接。具体接法如图４所示。　在图４中，电源的旁路电容采用０．１　ｆ　

（３）失调电压的温度系数ＴＣＶ０ｓ　（４）运算放大器的开环增益与频带　所选用的放大器应满足下列要求（低频　使用状态）：　（１）输入失调电压小于３５ｔａＶ。　（２）输入偏置电流小于６ｎＡ。　（３）失调电压的温度系数ＴｃＶｏｓ＜　３　Ｖ／Ｃ。　（４）开环增益必须大于１３００Ｖ／ｍＶ。　（５）运算放大器的闭环频带大于　４００ｋＨｚ。　

维普资讯 http://www.cqvip.com ２６一　《国外电子元器件｝１９９６年第４期’１　９９６年４月　表２　ＤＡＣ一１６单极性使用时，输人数字码与输出电流　电压值的关系　输＾数字码　ＤＡＣ译码器中　ＤＡＣ１６输出电流　模　输出电压　（十六进箭）　十进制值　』Ｖ）－　说　明　

０Ｏ００　６５５３５　８×（２”一１）／２　ｘＩＲＥＦ　４　９９９９２４　。满度　ＦＦＥ　３２７６９　８×（２　－，ｒ１）／２“×Ｉ虹Ｐ　２．５０００７６　１／２满度＋１ＬＳＢ　７ＦＦＦ　３２７６８　８×（２“／Ｚ　‘）×ＩＲＥＦ　２．５０００００　１／２满度　８０００　３２７６７　８×（２　一１）／ｚ　×ｌＲＥＦ　２．４９　９９２４　１／２满度一１ＬＳＢ　ＦＦＦＦ　０　０　０　０　

表３双极性状况，输＾ＤＡＣ一１６的数字码与输出模拟电压的关系　辘＾数字码十六进铷　ＤＡＣ译码器十进制数　输出模拟电压（Ｖ）　００００　６５５３５　４．９９９８４８　７ＦＦＥ　．　３２７６９　０　０００１　５３　７ＦＦＦ　３２７６８　０　８０００　３２７６７　——０　０００１　５３　ＦＦＦＦ　０　—５．０００ＯＯ　

图４　ｒａ》ＤＡＣ—ｌ６的参考源地与模拟地直接方法　

｝ｃ【钱路地　图４（ｂ）ＤＡＣ一１　６模拟地与其它模拟线路地，数字地与　电源地的连接方法　

根据以上条件，推荐以下一些运算放大　器作为ＤＡｃ一１６的配套器件。　如果ＤＡＣ一１６应用于高速状况，则运算　放大器的建立时间是最重要的技术指标，这　时应选用表５中的运算放大器　表４和表５只列出了部分适用于ＤＡＣ—ｌ６　的配套器件，根据文章所讲的选用运算放大器　的条件和要求，也可以选用其它同类产品。　表４适用于ＤＡＣ—ｌ６低频工作的配套运算　放大器　型号　Ｖ。ｓ　１、ＣＶｃ，ｓ　ＩＢ　，铆　ＯＰｌ７７　ｌ０ｕＶ　０．３　，／℃　２１１－Ａ　１２０００Ｖ／ｍＶ　ＯＰ７７　２５，ｕＶ　０　６￣，Ｖ／　Ｃ　２　８ｎＡ　２０００Ｖ／ｍＶ　（　２７　＃５　Ｖ　０．２￣Ｖ／＇Ｃ　３５ｎＡ　１５０９Ｖ／ｍＶ　ＯＰ９７　２５，ｕＶ　２＃Ｖ／Ｃ　０．１　５ｎＡ　２０００Ｖ／ｍＶ　ＡＤ７０５Ｔ　１０＃Ｖ　Ｏ．６＃Ｖ／Ｃ　１２０ＰＡ　２６００Ｖ／ｍＶ　ＡＤ７０７Ｔ　１５＃Ｖ　０．Ｉ＃Ｖ／℃　２．ＯｎＡ　ｌ３０００Ｖ／ｍＶ　

囤５　ＤＡＣ一１６补偿的连接方法　

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