3V DAC在±10V中的应用

文章摘要： 运算放大器 运算放大器U4作为基准缓冲器放置在基准分压电阻网络(U5)与运算放大器(U3)增益电阻网络之间。如果系统中使用了一个以上的DAC，这些DAC可以共用该缓冲器输出。运算放大器U3对DAC电压进行放大，并为其提供偏置。该运算放大器的选择与配置由负载需求决定。应考虑以下指标：www.88dzw.com 最大电压摆幅 最大驱动电流 容性负载 短路保护 ESD保护本例中，OP07A能够为负载提供±10V/10mA的驱动，R1与C2网络允许运算放大器驱动较大的容性负载。影响系统精度的运算放大器参数有VOS (25&mICro;

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      运算放大器

      运算放大器U4作为基准缓冲器放置在基准分压电阻网络(U5)与运算放大器(U3)增益电阻网络之间。如果系统中使用了一个以上的DAC，这些DAC可以共用该缓冲器输出。运算放大器U3对DAC电压进行放大，并为其提供偏置。该运算放大器的选择与配置由负载需求决定。应考虑以下指标：

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• 最大电压摆幅
• 最大驱动电流
• 容性负载
• 短路保护
• ESD保护

本例中，OP07A能够为负载提供±10V/10mA的驱动，R1与C2网络允许运算放大器驱动较大的容性负载。

影响系统精度的运算放大器参数有VOS (25&mICro;V)、IOS (2nA)。IB (2nA)的影响可以由R3、R4抵消。当运算放大器的每一输入端等效电阻相同时，可以消除IB的影响。OP07A的0.1V/µS摆率可能限制系统摆率，但在工业控制应用中往往不存在问题。

电阻网络

电阻网络U5 (3:4比例)将+2.5V基准电压降至+1.429V，电阻网络U6 (1:7比例)设置运算放大器U3的增益。比较重要的参数是初始比例误差(0.035%)和比例温度系数(5ppm/°C)。选择MAX5491是由于该器件具有±2kV的ESD保护，这一点非常关键，因为U6的一端可能会暴露在板外，需承受ESD放电的冲击。

数字电位器

本系统使用256级数字电位器MAX5434调节零点失调误差，该器件具有非易失存储器，能够在电源关闭后保持失调值。U7、U5与R2组成的电阻网络可在0V提供大约±100 LSB的调节范围。

分析

对本电路进行PSPICE灵敏度分析，结果表明最大零点失调误差为13 LSB，利用数字电位器可以修正该误差。温度分析结果表明总的温漂误差为0.126 LSB/°C。当温度变化100°C时，存在12.6 LSB的失调误差。对于绝大多数应用在允许范围之内。

表1. 灵敏度分析，零输出，初始误差(以LSB为单位) 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

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