Микропроцессоры и микроконтроллеры

 
 
 
«Отладка кода вдвое сложнее, чем его написание. Так что если вы пишете код настолько умно, насколько можете, то вы по определению недостаточно сообразительны, чтобы его отлаживать.»
Brian W. Kernighan.
Русский | Українська


Микропроцессоры и микроконтроллеры :: Статьи :: Обзор цифроаналоговых преобразователей Maxim

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-

Maxim Integrated Products

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.