精密DAC如何快速为您的精密驱动信号链增加价值

在之前的博客文章中，我们深入分析了高速DAC和快速精密DAC之间的区别，重点关注其相应应用的挑战和特定特性。

在这篇博文（本系列的最后一篇）中，我们将探讨快速精密DAC的关键参数以及先进AD35xxR系列实现的性能。该系列包含 6 个部分：

AD3552R / AD3551R：双通道和单通道、16位DAC，具有外部跨阻放大器（TIA）和四通道SPI（QSPI）接口（图1）。

图1.AD355xR原理框图

AD3542R / AD3541R：具有内部 TIA 和双 SPI 接口的双通道和单通道 16 位 DAC（图 2）。

AD3542R-12 / AD3541R-12：具有内部 TIA 和双 SPI 接口的双通道和单通道 12 位 DAC（图 2）。

图2.AD354xR原理框图

与传统精密DAC相比，快速精密DAC最相关的改进是更新时间。更新时间考虑了将数据从控制器传输到DAC的时间、在DAC中处理数据的时间以及将输出建立到所需电压的时间。已尽一切努力缩短AD35xxR系列的更新时间。通过缩短更新时间，该器件更适合延迟限制反应时间的闭环，例如硬件在环（HiL）。

图3.数据传输和建立时间

AD355xR具有双倍数据速率（DDR）的四通道SPI接口，允许在两个时钟周期内传输16位字。时钟速度高达66 MHz时，传输时间低至30 ns，如图3所示。AD354xR具有双通道SPI DDR接口，允许在16个时钟周期（即60 ns）内传输<>位字。通过使用流模式，数据传输开销最小化，该模式允许在同一事务中发送无限的样本流，只需发出一个寄存器地址。

AD35xxR系列通过在位锁定时动态执行所有数字运算来降低处理开销。因此，当输入最后一个数据位时，在DAC开始驱动新值之前只有一个组合延迟。

建立时间通常是一个缓慢的操作，其中细晶收敛到最终值可能需要比两个代码之间的粗粒度回转更长的时间。AD35xxR系列可以执行大阶跃转换，并在0 ns内建立至1.100%精度。AD355xR采用外部TIA，允许用户根据应用要求满足带宽、噪声和压摆率要求。

AD35xxR系列还具有可配置的输出电压范围，如图4所示。

AD355xR具有最大的灵活性，除了5个预定义范围外，它还允许自定义配置幅度和失调。使用外部 TIA 允许选择合适的放大器来驱动预期负载。

AD354xR仅允许使用5个预定义范围之一。具有内部 TIA 允许将更小的封装用于不需要驱动重负载的空间受限应用。

图4.AD355xR原理框图

AD35xxR系列不仅专为高斯信号和HiL而设计。它还非常适合谐波应用，例如精密波形生成。高采样率允许在更宽的带宽上生成非常干净的音调，从而减少了切换滤波器的需要。图5显示了AD35xxR系列的THD。

图5.AD35xxR 系列总谐波失真

AD35xxR系列提供两种精密模式，无需重新配置即可交替使用。快速模式允许使用 16 位数据字以最大限度地提高更新速率，而精确模式使用 24 位数据字提供更高的精度。两种模式在DNL和INL方面的比较如图6所示。

图6.AD35xxR DNL 和 INL 比较快速模式和精密模式

16 位和 24 位样本可以交错，以享受每个样本的好处。例如，16位采样可用于在两个电平之间产生快速转换，然后可以使用24位采样产生更慢但更精确的电压。

审核编辑：郭婷