Обзор цифроаналоговых преобразователей Maxim.Часть вторая
КОЛИЧЕСТВО КАНАЛОВ
Компания Maxim выпускает ЦАП с различным количеством каналов: 1, 2, 4, 8, 16 и 32. Если в проектируемом приложении требуется более одного канала аналогового вывода, то целесообразно рассмотреть вариант применения многоканального ЦАП для оптимизации стоимости, улучшения электрических характеристик и габаритов печатной платы. ЦАП с количеством каналов до 8 представляют собой интеграцию нескольких независимых ЦАП. При большем числе каналов может применяться способ распределения выходного напряжения ЦАП на несколько каналов, каждый из которых содержит схему выборки-хранения напряжения. На рисунке 2 представлены структурные схемы наиболее высоко-интегрированных многоканальных ЦАП компании Maxim. ЦАП МАХ5773/МАХ5774/МАХ5775 интегрируют 32 независимых ка-14-разрядного цифро-аналогового преобразования. В каждом из каналов предусмотрена возможность раздельной коррекции смещения и коэффициента передачи (см. рисунок 26). Выходы каналов ЦАП буферизованы и формируют сигнал напряжения, который изменяется в диапазоне 0...+10 В (МАХ5773), -2,5...+7,5 В(МАХ5774)и-5...+5 В (МАХ5775). В некоторых многоканальных приложениях требуется выполнение такого требования, как одновременность установления выходных напряжений.
У рассматриваемых ЦАП данная функция может быть реализована как под программным управлением, так и под аппаратным.
Представленная на рисунке 2а упрощенная структурная схема ЦАП МАХ5621/МАХ5622/ МАХ5623 содержит только один 16-разрядный ЦАП, а его 16 выходных каналов формируются с помощью 16 схем выборки-хранения, предназначенных для запоминания уровня напряжения, и коммутатора, который связывает выход ЦАП с одной из схем выборки-хранения. В состав данных ЦАП также входят тактовый генератор и логика управления (на структурной схеме не показаны), которая обновляет выходы ЦАП в соответствии с данными, хранящимися в статическом ОЗУ. Перечисленные серийные номера ЦАП различаются выходным сопротивлением 50 Ом, 500 Ом и 1 кОм соответственно.
ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Идеализированное понимание работы ЦАП предполагает незамедлительное установление выходного значения сразу после изменения входного цифрового кода. У реальных ЦАП выходное значение устанавливается с некоторой задержкой относительно момента изменения входного кода, длительность которой называется временем установления. Таким образом, при выборе ЦАП необходимо сопоставлять характеристику времени установления ЦАП с требованием к быстродействию обновления выходного сигнала.
ОПОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
На характеристики ЦАП существенное влияние оказывает источник опорного напряжения (ИОН), который расположен либо внутри ЦАП (встроенный ИОН), либо является отдельным компонентом схемы (внешний ИОН). Во-первых, опорное напряжение (Vhoh) определяет диапазон изменения выходного напряжения/ тока. Кроме того, Vhoh определяет интервал приращения выход-
 /p>
ного напряжения/тока при изменении входного кода на 1 м.з.р., который равен Vhoh/2N. При постоянной температуре выходное напряжение ИОН может варьироваться в пределах, определяемых его начальной погрешностью. При варьировании температуры возникает дрейф выходного напряжения ИОН, оказывая влияние на качество работы ЦАП. Таким образом, при проектировании прецизионных приложений необходимо обратить внимание на характеристики температурной стабильности встроенного ИОН или подобрать соответствующий внешний ИОН.
Максимальная температурная стабильность встроенных ИОН большинства ЦАП Maxim составляет 50ррт/°С. У новых ЦАП компании Maxim температурная стабильность встроенного ИОН улучшена до 10ррт/°С (типичное значение). К числу таких ЦАП, например, относится сдвоенный 10-разрядый ЦАП МАХ5547 с двухдиапазонным токовым выходом.
При выборе источника опорного напряжения необходимо учитывать, что при изменении входного кода также изменяется сопротивление на входе подачи опорного напряжения. Если ИОН не способен противостоять данной кратковременной динамической нагрузке, потребуется подключение конденсатора или буферного усилителя.
Многие ЦАП с выводом внешнего подключения ИОН под-
держивают возможность работы в умножающем режиме (Maxim использует условное обозначение MDAC для указания поддержки такой возможности). В этом режиме ЦАП используется для масштабирования аналогового сигнала, при этом входной аналоговый сигнал поступает на вход опорного напряжения, а цифровой код на входе ЦАП задает коэффициент масштабирования. На рисунке 3 показан пример реализации че-тырехквадрантного умножающего устройства на основе 8-разрядного ЦАП МАХ5480. В этой схеме резистор R1 требуется для установки на выходе нулевого напряжения при подаче на вход кода 10000000. Конденсатор С1 емкостью 10-15 пФ может потребоваться для фазовой компенсации при использовании высокобыстродействующих операционных усилителей.
|
