Обзор цифроаналоговых преобразователей Maxim
Цифровая информация завоевывает мир. Но для управления и контроля не обойтись без преобразования цифрового сигнала в аналоговый, а значит — без цифроаналоговых преобразователей. При проектировании электронных устройств важно найти ЦАП, который наиболее полно отвечает поставленным требованиям к линейности, разрешающей способности, быстродействию и точности.
Один из ведущих производителей микросхем ЦАП, компания Maxim Integrated Products, предлагает полный спектр таких изделий с разрешающей способностью от 6 до 16 разрядов. Новинки компании включают ЦАП с PC- и SPI-совместимыми интерфейсами, высокочастотные ЦАП и др. Данная статья на примере продукции компании Maxim поможет разработчикам сориентироваться при выборе ЦАП.
В состав номенклатуры цифро-аналоговых преобразователей компании Maxim входит свыше двухсот интегральных схем, ориентированных на применение в широком числе приложений, в т.ч.:
• управление исполнительными устройствами и механизмами;
• программируемые усилители;
• интерфейсы датчиков;
• генераторы сигналов;
• программируемые источники тока/напряжения;
• аудио/видео/теле/радиоаппаратура и др.
Рассмотрим основные технические характеристики цифро-аналоговых преобразователей Maxim, которые помогут сориентироваться при выборе ЦАП, наиболее точно отвечающего требованиям к проектируемому устройству.
ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ
При выборе ЦАП в первую очередь необходимо определиться с требованиями к его передаточной функции, в числе которых следующие параметры:
• разрешающая способность N, которая задает количество ступеней (2N), интерпретирующее выходной аналоговый сигнал. В настоящее время доступны ЦАП разрешающей способности от 6 до 16 разрядов (соответственно, 64 — 65536 ступеней). Разрешающая способность не является характеристикой точности, однако долж-
на учитываться при определении значений некоторых погрешностей. В некоторых случаях необходимо предусмотреть возможность изменения разрешающей способности в составе одной и той же аппаратной платформы. Для таких применений компания Maxim выпустила несколько семейств совместимых по расположению выводов ЦАП различной разрешающей способности. На рисунке 1 представлена структурная схема ЦАП семейства МАХ565х с разрешающей способностью 12, 14 и 16 разрядов, а также с различными опциями опорного источника (внешний, внутренний +2,048 В или +4,096 В).
• интегральная нелинейность (ИНЛ), которая представляет собой отклонение передаточной функции ЦАП от прямой линии, определяется на каждой ступени передаточной функции и измеряется в младших значащих разрядах (м.з.р.). У недорогих ЦАП значение ИНЛ может достигать ±16 м.з.р., но ее можно уменьшить, если использовать программные методы коррекции. В высококачественных приложениях понадобятся ЦАП со значением ИНЛ не хуже ±1 м.з.р.;
• дифференциальная нелинейность (ДНЛ) — отклонение фактической высоты ступени передаточной характеристики от идеального значения 1 м.з.р. Требуется, чтобы значение ДНЛ (<1 м.з.р.) гарантировало монотонность переда-
Новый сверхбыстродействующий ЦАП
Компания Maxim Integrated Products представила 12-битный цифро-аналоговый преобразователь МАХ19692 с быстродействием 2,3 миллиарда отсчетов в секунду и возможностью прямого синтеза высокочастотного широкополосного сигнала, в несколько раз превышающего критерий Найквиста, что задает новые индустриальные стандарты среди высокоскоростных цифро-аналоговых преобразователей.
МАХ19692 обеспечивает прямой синтез сигналов до 1 ГГц для входного частотного диапазона от постоянного тока до более чем 2 ГГц. Преобразователь обеспечивает превосходную динамическую характеристику, включая динамический диапазон без паразитных составляющих 68 дБ (SFDR) на выходной частоте в 1200 МГц (при работе в третьей зоне Найквиста). Значение SFDR на 14 дБ выше, чем у конкурирующих приборов, работающих на такой же высокой частоте. «Усиливая свое лидерство в технологии обработки данных, Maxim разработал новую архитектуру высокоскоростного ЦАП, которая обеспечивает прогресс в быстродействии, динамическом диапазоне и возможность многократного превышения критерия Найквиста по выходной частоте. Помимо этих высоких характеристик достигнуто значительное уменьшение потребляемой мощности», — заявил Тед Тьюксбери (Ted Tewksbury), руководитель подразделения высокоскоростной обработки сигналов компании Maxim.
точной функции, когда каждому инкрементированию/цекременти-рованию входного кода соответствует увеличение/уменьшение выходного напряжения.
• погрешность смещения определяется как выходное значение ЦАП при заданном нулевом коде на входе. Данная погрешность является аддитивной и остается постоянной для всех входных кодов. Для компенсации данной погрешности необходима схема калибровки. Приемлемые значения напря-
жений смещения, как правило, лежат в пределах ±10 мВ.
• передаточная погрешность, которая определяется как откло-
нение между идеальным максимальным выходным значением и фактическим максимальным значением передаточной функции
после вычитания погрешности смещения. Передаточная погрешность приводит к изменению наклона передаточной функции, поэтому ее значение, выраженное в процентах, одинаково на каждой ступени передаточной функции.
Для прецизионных приложений компания Maxim выпускает откалиброванные ЦАП. К числу таких ЦАП относится счетверенный 12-разрядный ЦАП МАХ536, который характеризуется общей некомпенсированной погрешностью ±1 м.з.р.
|
