3V DAC在±10V中的應(yīng)用
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- 最大電壓擺幅
- 最大驅(qū)動電流
- 容性負(fù)載
- 短路保護(hù)
- ESD保護(hù)
本例中，OP07A能夠為負(fù)載提供±10V/10mA的驅(qū)動，R1與C2網(wǎng)絡(luò)允許運(yùn)算放大器驅(qū)動較大的容性負(fù)載。
影響系統(tǒng)精度的運(yùn)算放大器參數(shù)有VOS (25µV)、IOS (2nA)。IB (2nA)的影響可以由R3、R4抵消。當(dāng)運(yùn)算放大器的每一輸入端等效電阻相同時，可以消除IB的影響。OP07A的0.1V/µS擺率可能限制系統(tǒng)擺率，但在工業(yè)控制應(yīng)用中往往不存在問題。
電阻網(wǎng)絡(luò)
電阻網(wǎng)絡(luò)U5 (3:4比例)將+2.5V基準(zhǔn)電壓降至+1.429V，電阻網(wǎng)絡(luò)U6 (1:7比例)設(shè)置運(yùn)算放大器U3的增益。比較重要的參數(shù)是初始比例誤差(0.035%)和比例溫度系數(shù)(5ppm/°C)。選擇MAX5491是由于該器件具有±2kV的ESD保護(hù)，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，因為U6的一端可能會暴露在板外，需承受ESD放電的沖擊。
數(shù)字電位器
本系統(tǒng)使用256級數(shù)字電位器MAX5434調(diào)節(jié)零點(diǎn)失調(diào)誤差，該器件具有非易失存儲器，能夠在電源關(guān)閉后保持失調(diào)值。U7、U5與R2組成的電阻網(wǎng)絡(luò)可在0V提供大約±100 LSB的調(diào)節(jié)范圍。
分析
對本電路進(jìn)行PSPICE靈敏度分析，結(jié)果表明最大零點(diǎn)失調(diào)誤差為13 LSB，利用數(shù)字電位器可以修正該誤差。溫度分析結(jié)果表明總的溫漂誤差為0.126 LSB/°C。當(dāng)溫度變化100°C時，存在12.6 LSB的失調(diào)誤差。對于絕大多數(shù)應(yīng)用在允許范圍之內(nèi)。
表1. 靈敏度分析，零輸出，初始誤差(以LSB為單位)
| Ref Design | Component | Description | Error Source | Error Value | Error Units | Sensitivity | Sensitivity Units | Output Error (LSBs) |
| U1 | MAX6133A | 2.5V Ref | Output Accuracy | 0.06 | % | -2.74E - 04 | LSBs/% | 0.00 |
| U2 | MAX5443 | 16 bit DAC | Gain Error | 5 | LSBs | 1.00E + 00 | LSB/LSB | 5.00 |
| U3 | OP07A | OpAMp | VOS | 25 | µV | -2.62E + 04 | LSB/V | 0.66 |
| U3 | OP07A | OpAMp | IOS | 2 | nA | 8.55E + 07 | LSB/A | 0.17 |
| U3 | OP07A | OpAMp | IB | 2 | nA | 1.08E + 06 | LSB/A | 0.00 |
| U4 | OP07A | OpAMp | VOS | 25 | µV | -2.29E + 04 | LSB/V | 0.57 |
| U4 | OP07A | OpAMp | IOS | 2 | nA | 1.68E + 08 | LSB/A | 0.34 |
| U4 | OP07A | OpAMp | IB | 2 | nA | 8.10E + 03 | LSB/A | 0.00 |
| U5 | MAX5491A | Res Network | Ratio Tolerance | 0.035 | % | 1.40E + 02 | LSB/% | 4.90 |
| U6 | MAX5491A | Res Network | Ratio Tolerance | 0.035 | % | 4.09E + 01 | LSB/% | 1.43 |
| 13.07 | ||||||||
表2. 敏感性分析，零輸出，溫度誤差(以LSB/°C為單位)
| Ref Design | Component | Description | Error Source | Error Value | Error Units | Sensitivity | Sensitivity Units | Output Error (LSB/°C) |
| U1 | MAX6133A | 2.5V Ref | Output Temp Co | 7 | ppm/°C | 2.74E - 04 | LSBs/% | 1.92E - 07 |
| U2 | MAX5443 | 16 bit DAC | Gain Temp Co | 0.1 | ppm/°C | 5.00E - 02 | LSB/% | 5.00E - 07 |
| U3 | OP07A | OpAMp | VOS Temp Co | 0.6 | µV/°C | -2.62E + 04 | LSB/V | 1.57E - 02 |
| U3 | OP07A | OpAMp | IOS Temp Co | 25 | pA/°C | 8.55E + 07 | LSB/A | 2.14E-03 |
| U3 | OP07A | OpAMp | IB Temp Co | 25 | pA/°C | 1.08E + 06 | LSB/A | 2.70E - 05 |
| U4 | OP07A | OpAMp | VOS Temp Co | 0.6 | µV/°C | -2.29E + 04 | LSB/V | 1.38E - 02 |
| U4 | OP07A | OpAMp | IB Temp Co | 25 | pA/°C | 1.68E + 08 | LSB/A | 4.20E - 03 |
| U4 | OP07A | OpAMp | IB Temp Co | 25 | pA/°C | 8.10E + 03 | LSB/A | 2.02E - 07 |
| U5 | MAX5491A | Res Network | Ratio Temp Co | 5 | ppm/°C | 1.40E + 02 | LSB/% | 7.00E - 02 |
| U6 | MAX5491A | Res Network | Ratio Tamp Co | 5 | ppm/°C | 4.09E + 01 | LSB/% | 2.05E - 02 |
| 1.26E-01 | ||||||||
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