数模转换器微调参考输出

模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）需要稳定的基准电压来精确测量或生成模拟信号。本应用笔记介绍了如何使用电阻、吸电流/源极和缓冲放大器调整任何三端基准电压源，以动态校准基准电压源、微调其输出值或生成略有不同的值。

ADC和DAC必须具有稳定的基准电压，才能精确测量或生成模拟信号。此类基准电压源提供许多保证的精度和稳定性水平，但其输出电压电平种类要小得多，通常指定为标准值，如2.048V、2.500V或4.096V。

但有时，您需要动态校准参考，微调其输出值或生成略有不同的值。例如，当通过电阻分压器测量电压时，您可以调整基准电压以补偿分压器中的增益误差。

图1所示电路显示了如何使用电阻、吸电流/源和缓冲放大器调整任何三端基准电压源。灌电流或拉电流导致R1两端产生的压降从标称基准输出V减去或增加裁判:

VOUT = VREF − I × R1.

图1.将电阻、电流源和缓冲器添加到基准电压源，可以调整其输出。

缓冲放大器隔离V外来自负载，因此流过R1的唯一电流是来自电流源的电流。如图2所示，这一想法可以通过高度稳定的电压基准（MAX6126）、电流DAC（DS4412）和低失调运算放大器（MAX9620）来实现。

图2.MAX6126电压基准、DS4412电流DAC和MAX9620低失调运算放大器实现了图1的原理。

如果我们选择 R科技委= 4.7kΩ，满量程DAC电流为0.981mA （参见DS4412数据资料）。结合R1 = 10Ω，该电流值产生±0.981mA×10Ω = ±9.81mV的调谐范围，分为31个步进，每个0.654mV。

根据该基准及其封装的性能等级，初始输出精度可高达±0.02%。DAC的输出电流精度仅为±6%，但调谐范围很小，因此大容差对输出误差的影响很小。将这些值与R1的1%电阻和运算放大器的最大失调值相结合，得到最大初始输出电压误差的表达式：

对于2.048V基准，此错误为

其中 DAC 表示 DAC 的十进制等效输出值 （-15 ≤ DAC ≤ +15）。因此，DAC引入的最大误差为0.5969mV，当与基准电压源本身的初始精度相结合时，总误差约为1mV。

由于DAC的工作温度范围为-40°C至+85°C，因此我们在同一范围内使用基准电压源的漂移规格：±3ppm/°C。 Maxim使用盒法来指定温度漂移。（详见应用笔记4300：“计算精密数模转换器（DAC）应用中的误差预算”）最大 V裁判因此漂移

125°C × ±3ppm/°C × 2.048V = ±0.768mV。

第二学期的漂移（I代数转换器×R1）是由DAC中的漂移引起的，R的漂移科技委，以及 R1 的漂移。DAC中的漂移仅指定为±75ppm/°C的典型值。 我们假设电阻±25ppm/°C。这些值产生的典型漂移

因此，DAC和电阻引入的典型漂移约为±0.1mV，远低于基准电压源的最大漂移。运算放大器在整个温度范围内的最大输入失调额定值为25μV，也远低于基准电压源的最大漂移。

在输出电压与DAC码的函数图中，误差条表示初始精度和温度漂移（图3）。对于较高的DAC值，误差略有增加，主要是由于温度漂移。测量值在室温下记录，非常接近理论值。

图3.该图给出了理论（蓝线）和测量（红条）输出电压作为DAC代码的函数。标称基准输出为 2.048V。误差线显示精度略微下降，接近DAC代码的绝对较高值（为清楚起见，省略了电压表的误差线）。

审核编辑：郭婷