20 bit线性低噪声精密单极性+10 V直流电压源

2012-09-15ADI公司

电子技术应用 2012年3期

ADI公司

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电路功能与优势

图1所示电路是一个20 bit线性、低噪声、精密单极性(+10 V)电压源，所需外部元件的数量极少。AD5790是一款20 bit、无缓冲电压输出 DAC，采用最高 33 V的双极性电源供电。正基准电压输入范围为5 V～VDD-2.5 V，负基准电压输入范围为VSS+2.5 V～0 V。两路基准电压输入均在片内缓冲，无需外部缓冲。相对精度最大值为±2 LSB，保证工作单调性，微分非线性(DNL)最大值为-1 LSB～+2 LSB。

精密运算放大器AD8675具有低失调电压（最大值75 μV）和低噪声（典型值 2.8 nV/Hz）特性，是 AD5790的最佳输出缓冲器。AD5790具有两个内部匹配的6.8 kΩ前馈和反馈电阻，它们既可以连接到运算放大器AD8675以提供10 V偏移电压，从而实现±10 V输出摆幅，也可以并行连接以提供偏置电流消除功能。本例演示的单极性+10 V输出，电阻用于偏置电流消除功能。内部电阻连接通过设置AD5790控制寄存器中的相关位来控制（参见 AD5790数据手册）。

该电路的数字输入采用串行输入，并与标准SPI、QSPI、MICROWIRE®和DSP接口标准兼容。对于高精度应用，通过结合使用AD5790和AD8675等精密器件，这个紧凑的电路可以提供高精度和低噪声性能。

电路描述

图1所示数模转换器(DAC)为AD5790，这是一款SPI接口的 20 bit高压转换器，提供±2 LSB INL、-1～+2 LSB DNL和8 nV/Hz噪声频谱密度。另外，AD5790还具有极高的长期线性误差稳定性(0.1 LSB)。

图1显示了AD5790的单极性缓冲配置，输出缓冲器采用AD8675，它具有低噪声和低漂移特性。该放大器(A1)还用于放大低噪声精密基准电压源(本例使用Krohn Hite 523型精密基准电压源)提供的+5 V基准电压。此增益电路中的电阻R2和R3为精密金属薄片电阻，其容差和温度系数分别为0.01%和0.6 ppm/℃。要在整个温度范围内达到最佳性能，R2和R3应处于单个封装内，如Vishay 300144或VSR144系列。R2和R3均选用1 kΩ，以便将系统噪声保持在较低水平。R1和C1构成低通滤波器，截止频率大约为10 Hz。该滤波器用于衰减基准电压源噪声。