工业和控制应用的高集成度四通道DAC

　　引言

　　在工业控制和自动化测试应用中使用数模转换器 （DAC） 是很普遍。通用型自动化测试设备常常需要横跨多个电压範围的多通道精準控制电压。LTC®2704 是一款面向高端应用的高集成度16位、四通道DAC。它拥有众多专为提升性能和简化设计而设计的特点。

　　前所未有的集成度

　　LTC2704 在 6 种可利用软件进行选择的电压範围内提供了真正的 16 位性能，它们是：0V 至 5V、0V 至 10V、–2.5V 至 2.5V、–5V 至 5V、–10V 至 10V 和 –2.5V 至 7.5V。四路单範围电压输出一般将需要 4 个电流输出 DAC、2 个基準放大器和 4 个输出放大器 —— 如果使用双通道放大器，则将需要共7个元件。采用分立途径来实现多个範围是行不通的。设计要点 337 （Design Note 337） 说明了实现多个範围所面临的困难，包括精确匹配电阻器的高昂成本以及模拟开关的性能局限。而且，控制也復杂化了，需要增设用于每个 DAC 和範围控制的额外数字线。LTC2704 把所有这些功能都集成在单个封装中 （未进行任何折衷），而且，全部功能均通过一根易用型四线式 SPI 总线来控制。

　　易于使用

　　LTC2704 提供了许多用于辅助繫统设计的特点。电压输出和反馈是分开的，因而使得能够在不损失準确度的情况下增设外部电流升压级。C1A、C1B、C1C 和 C1D 引脚允许使用外部频率补偿电容器，既容许电容性负载由 LTC2704 的输出来直接驱动，也可用于补偿缓慢升压级。VOS 引脚提供了一种给输出电压添加一个偏移的便利方法。从 VOS 引脚至输出的增益为 –0.01、–0.02 或 –0.04 （取决于所选的电压範围）。虽然这看似是一种可在外部执行的简单功能，但在LTC2704的内部来实现则可以消除有关外部偏移电阻器与内部电阻器温度繫数匹配方面的问题。

　　实例电路

　　图1示出了使用LTC2704 功能的几种方法。DAC A 的偏移引脚由一个 LTC2601 DAC 通过一个 LTC1991 放大器来驱动。这提供了±50mV （在 ±2.5V和0V至5V 範围中）、±100mV （在 –2.5V 至 7.5V、±5V 和 0V 至 10V範围中）和±200mV （在 ±10V範围中）的“繫统偏移”调节量。C1引脚被置于开路状态，以实现快速稳定。一个LTC2604四通道DAC可用于驱动全部4个偏移引脚，并且能与LTC2704 共用同一根SPI总线。

　　DAC B通过一个1 Ω电阻器来驱动一个1µF电容器，并采用了 2200pF 的附加补偿电容。这适用于那些负载具有高频瞬变的应用，比如：驱动一个 ADC 的基準引脚。

　　DAC C 驱动一个 LT3080 低压差稳压器，提供了高达 1A 的输出电流。这可用于直接为测试电路供电。全局反馈去除了稳压器的偏移，从而保持了输出的準确度。 DAC D 由一个 LT1970 功率运算放大器来升压，提供了 500mA 的驱动电流 （供电或吸收）。再一次，全局反馈保持了DC準确度。