模数转换器组成的可编程40通道输出电路的设计方案

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本电路采用多通道DAC配置,各组通道具有不同的输出范围。它利用特定芯片提供40个DAC通道,具有16位分辨率。该芯片经过配置,8个通道具有±10 V的输出范围,另外24个通道具有−4 V至+8 V的输出范围。

 

此芯片是业界唯一一款提供上述工业信号电平输出和灵活的多种输出范围的40通道、16位分辨率DAC。它与XFET®系列低噪声精密基准电压源一起构成的解决方案,可提供业界领先的DAC通道密度、最小尺寸特性、灵活性和性能。


图1. 利用该DAC提供具有可编程输出电压范围的40通道输出(原理示意图,未显示去耦和所有连接)

 

电路描述

 

该芯片是一款40通道、16位DAC,提供64引脚LFCSP和64引脚LQFP两种封装。它有两个基准电压输入引脚。VREF0是DAC通道VOUT0至VOUT7的基准电压引脚,VREF1是DAC通道VOUT8至VOUT39的基准电压引脚。

 

图1所示为此芯片的典型配置,它使用两个外部基准电压源。该芯片的标称输出范围为基准电压的四倍。采用3 V基准电压源时,该芯片的默认偏移DAC寄存器值允许−4 V至+8 V的输出范围。采用5 V基准电压源时,对VOUT0至VOUT7相关的偏移DAC寄存器进行编程,可提供±10 V的输出范围。 ADR435为5 V低噪声精密基准电压源。 ADR423为3 V低噪声精密基准电压源。按照图1所示方式连接时,该芯片的VOUT0至VOUT7将具有±10 V的输出范围,VOUT8至VOUT39将具有−4 V至+8 V的输出范围。该芯片内置两个偏移DAC寄存器;利用这些寄存器,可以在器件功能与动态裕量的限制范围内调整输出范围的中间电平点。偏移DAC寄存 器的默认值为5461 (0x1555),若采用3 V基准电压源,则中间电平点为2 V。由此将得到−4 V至+8 V的输出范围,即VOUT8至VOUT39的默认输出范围。若将偏移DAC 0寄存器设为8192 (0x2000),则中间电平点为0 V,使得VOUT0至VOUT7的输出范围为±10 V。

 

该芯片十分灵活,利用材料清单上的同样器件,可以设计出具有多种不同输出范围的系统。

 

本电路必须构建在具有较大面积接地层的多层电路板上。为实现最佳性能,必须采用适当的布局、接地和去耦技术(请参考教程 MT-031 and 教程 MT-101)。

 

常见变化

 

本文所述电路可以使用上述任一款40通道、14位版本,提供三个基准电压输入引脚的器件。需要时,也可以改用其它基准电压源以提供不同的输出范围。两种芯片均为2.5 V基准电压源,可以用来提供±5 V输出。