高精度數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)的溫漂

　　本應(yīng)用筆記著重討論了Maxim的三端電壓基準(zhǔn)和精密DAC。電壓基準(zhǔn)和DAC涉及規(guī)格很多，本文僅討論與誤差估算有關(guān)的部分。

　　概述

　　理想的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其輸出電壓或電流與輸入呈理想的線性關(guān)系，不受其它外部因素(如溫度)的影響。當(dāng)然，實際應(yīng)用中，DAC必然會受各種外部因素的影響而出現(xiàn)誤差，溫度就是一個明顯因素，DAC輸出會隨溫度的變化而漂移。當(dāng)用高精度DAC精確建立偏置電壓時，這一點尤為重要。我們可以校準(zhǔn)所有靜態(tài)漂移，而隨溫度變化部分卻很難補(bǔ)償，溫度引起的誤差主要是：失調(diào)誤差和增益誤差。

　　本應(yīng)用筆記介紹了如何確定DAC的失調(diào)誤差、增益誤差與溫度的關(guān)系，幫助設(shè)計者在設(shè)計過程中預(yù)先考慮這些誤差因素，掌握這些知識也有助于保證系統(tǒng)在溫度特性方面滿足規(guī)范要求。

　　失調(diào)和增益誤差

　　如上所述，很多誤差因素會影響DAC性能，比如失調(diào)誤差和增益誤差，DAC器件數(shù)據(jù)手冊的“靜態(tài)精度”參數(shù)部分顯示了這些因素的影響。圖1為MAX5134 16位、4通道DAC的規(guī)格?！　?/p>

 

　　這些參數(shù)對DAC性能意味著什么?失調(diào)誤差通常定義器件在過零點時的輸出，對于單極性輸出，該值是零碼對應(yīng)的輸出，通常稱為零碼誤差;對于雙極性輸出，則定義在中間碼值對應(yīng)的DAC輸出。

　　增益誤差是傳輸函數(shù)的斜率，對于MAX5134，斜率介于理論值的99.5%～100.5%之間。

　　圖2給出了失調(diào)誤差和增益誤差，注意，失調(diào)和增益誤差可以為正，也可以為負(fù)?！　?/p>

 

　　通常我們不會直接測量失調(diào)和增益誤差，如果一個單極性器件表現(xiàn)出負(fù)的失調(diào)誤差，零碼處的測試結(jié)果顯然不正確。因為單極性DAC通常采用單路正電源供電，DAC將無法產(chǎn)生負(fù)值?？梢詼y試兩個點，然后計算得到失調(diào)和增益誤差，一個測試點靠近零碼，另一測試點靠近最大碼值，甚至位于最大碼值。對于MAX5134，可以選擇100mV和電源AVDD兩個測試點，測試條件參見圖1注釋4(注4：增益和失調(diào)測試，測試點位于100mV和AVDD，參見MAX5134數(shù)據(jù)手冊，可從Maxim網(wǎng)站下載)。