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        高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的溫漂

        作者: 時(shí)間:2013-10-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
        XT-INDENT: 2em; PADDING-TOP: 0px; WHITE-SPACE: normal; LETTER-SPACING: normal; webkit-text-size-adjust: auto; orphans: 2; widows: 2; webkit-text-stroke-width: 0px">此處以MAX5134為例,通過(guò)對(duì)大量器件的評(píng)估統(tǒng)計(jì),我們可以得到最大靜態(tài)誤差。我們先定義幾個(gè)概念或等式,以便計(jì)算誤差范圍。

        VOUT = N × G × (GE + GET) + OE + OET

        此處::VOUT = 輸出電壓
        N = 輸入碼值
        G = 增益
        GE = 增益誤差
        GET = 溫度變化產(chǎn)生的附加增益誤差
        OE = DAC失調(diào)誤差
        OET = 溫度導(dǎo)變化產(chǎn)生的附加失調(diào)誤差
        VREF = 基準(zhǔn)電壓
        NMAX = DAC最大碼值

        參數(shù)的失調(diào)誤差漂移是±4μV/°C,采用箱形法。為了確定溫度失調(diào),可以利用系數(shù)乘以溫度范圍,注意,此處的溫度范圍指的是器件規(guī)定的工作溫度范圍,而非實(shí)際應(yīng)用的溫度范圍,本例即為:-40°C至+105°C,而溫度導(dǎo)致的失調(diào)漂移為±0.58mV。同樣,增益系數(shù)是2ppm/°C,相當(dāng)于±0.029%FS(滿量程)。

        對(duì)第一個(gè)例子,我們采用2.5V基準(zhǔn)電壓VREF,DAC是16位器件,即最大碼值NMAX為65535。

        另一個(gè)問(wèn)題是使用的便捷性,最好把失調(diào)和增益誤差指定為“最小/最大”值,而溫度影響只能定義為典型值。我們可以用典型值或憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)整個(gè)范圍內(nèi)的變化情況,此處采用典型值。

        圖3所示曲線為初始誤差輸出電壓與輸入碼之間的關(guān)系圖。這是一個(gè)實(shí)際DAC器件的特性曲線,這組曲線比圖2靠得更緊,不易分析,所有最好畫出它們與理想曲線之間的偏差,如圖4所示。圖4也給出了包括溫度影響的整體誤差。

        圖3. DAC輸出與輸入碼之間的關(guān)系圖,顯示了增益、失調(diào)誤差的影響,基準(zhǔn)電壓為2.5V。

        圖4. DAC輸出誤差與輸入碼之間的關(guān)系,基準(zhǔn)電壓為2.5V。

        從圖中可以看出,溫度的影響遠(yuǎn)低于初始誤差,所以,即使數(shù)據(jù)手冊(cè)只給出了溫度特性的典型值,也不會(huì)對(duì)整體誤差產(chǎn)生顯著影響。零碼處的整體誤差為±0.423%FS (±10.6mV),最大輸入碼處的整體誤差為±0.952%FS (±23.8mV)。

        可以采取一些改善措施,如提高基準(zhǔn)電壓。由于增益誤差是以滿量程的百分比(%FS)規(guī)定的,它的絕對(duì)值會(huì)變大,但失調(diào)誤差的絕對(duì)值不會(huì)變大。因而,可以通過(guò)提高基準(zhǔn)電壓來(lái)提高滿量程輸出電壓,然后再?gòu)耐獠堪袲AC的輸出降到所要求的電壓,這樣,增益誤差恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值,而失調(diào)誤差卻可以減小。圖5顯示了這種方法的效果。



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