精密DAC如何快速為您的精密驅動信號鏈增加價值

我們將探討快速精密DAC的關鍵參數(shù)以及先進AD35xxR系列實現(xiàn)的性能。該系列包含 6 個部分：

AD3552R / AD3551R：雙通道和單通道、16位DAC，具有外部跨阻放大器（TIA）和四通道SPI（QSPI）接口（圖1）。

圖1.AD355xR原理框圖

AD3542R / AD3541R：具有內(nèi)部 TIA 和雙 SPI 接口的雙通道和單通道 16 位 DAC（圖 2）。

AD3542R-12 / AD3541R-12：具有內(nèi)部 TIA 和雙 SPI 接口的雙通道和單通道 12 位 DAC（圖 2）。

圖2.AD354xR原理框圖

與傳統(tǒng)精密DAC相比，快速精密DAC最相關的改進是更新時間。更新時間考慮了將數(shù)據(jù)從控制器傳輸?shù)紻AC的時間、在DAC中處理數(shù)據(jù)的時間以及將輸出建立到所需電壓的時間。已盡一切努力縮短AD35xxR系列的更新時間。通過縮短更新時間，該器件更適合延遲限制反應時間的閉環(huán)，例如硬件在環(huán)（HiL）。

圖3.數(shù)據(jù)傳輸和建立時間

AD355xR具有雙倍數(shù)據(jù)速率（DDR）的四通道SPI接口，允許在兩個時鐘周期內(nèi)傳輸16位字。時鐘速度高達66 MHz時，傳輸時間低至30 ns，如圖3所示。AD354xR具有雙通道SPI DDR接口，允許在16個時鐘周期（即60 ns）內(nèi)傳輸<>位字。通過使用流模式，數(shù)據(jù)傳輸開銷最小化，該模式允許在同一事務中發(fā)送無限的樣本流，只需發(fā)出一個寄存器地址。

AD35xxR系列通過在位鎖定時動態(tài)執(zhí)行所有數(shù)字運算來降低處理開銷。因此，當輸入最后一個數(shù)據(jù)位時，在DAC開始驅動新值之前只有一個組合延遲。

建立時間通常是一個緩慢的操作，其中細晶收斂到最終值可能需要比兩個代碼之間的粗粒度回轉更長的時間。AD35xxR系列可以執(zhí)行大階躍轉換，并在0 ns內(nèi)建立至1.100%精度。AD355xR采用外部TIA，允許用戶根據(jù)應用要求滿足帶寬、噪聲和壓擺率要求。

AD35xxR系列還具有可配置的輸出電壓范圍，如圖4所示。

AD355xR具有最大的靈活性，除了5個預定義范圍外，它還允許自定義配置幅度和失調(diào)。使用外部 TIA 允許選擇合適的放大器來驅動預期負載。

AD354xR僅允許使用5個預定義范圍之一。具有內(nèi)部 TIA 允許將更小的封裝用于不需要驅動重負載的空間受限應用。

圖4.AD355xR原理框圖

AD35xxR系列不僅專為高斯信號和HiL而設計。它還非常適合諧波應用，例如精密波形生成。高采樣率允許在更寬的帶寬上生成非常干凈的音調(diào)，從而減少了切換濾波器的需要。圖5顯示了AD35xxR系列的THD。

圖5.AD35xxR 系列總諧波失真

AD35xxR系列提供兩種精密模式，無需重新配置即可交替使用?？焖倌Ｊ皆试S使用 16 位數(shù)據(jù)字以最大限度地提高更新速率，而精確模式使用 24 位數(shù)據(jù)字提供更高的精度。兩種模式在DNL和INL方面的比較如圖6所示。

圖6.AD35xxR DNL 和 INL 比較快速模式和精密模式

16 位和 24 位樣本可以交錯，以享受每個樣本的好處。例如，16位采樣可用于在兩個電平之間產(chǎn)生快速轉換，然后可以使用24位采樣產(chǎn)生更慢但更精確的電壓。

審核編輯：郭婷