利用数字电位计AD5292构建30 V低成本DAC

利用数字电位计 AD5292 构建 30 V 低成本 DAC (CN0111)电路功能与优势 图 1 所示电路采用 digiPOT+系列数字电位计 AD5292、双通道运算放大器 ADA4091-2 和基准电压源ADR512，提供一种低成本、高电压、单极性 DAC。该电路提供 10 位分辨率，输出电压范围为 0 V 至 30 V，能够提供最高±20 mA 的输出电流。AD5292 可以通过 SPI 兼容型串行接口编程。 图 1：单极性 DAC 配置（原理示意图，未显示去耦和所有连接） AD5292 具有±1%电阻容差，因而可以与外部分压器电阻 R3和 R4串联，如图 2 和图 5 所示，以构建一个在缩小的输出电压范围内提供 10 位分辨率的游标 DAC；这可以起到提高 DAC 灵敏度的作用，类似于增加一个与电位计串联的电阻。此外，AD5292 内置一个 20 次可编程存储器，可以在上电时自定义输出电压 VOUT。 本电路具有高精度、低噪声和低温度系数输出电压等特性，非常适合数字校准应用。 电路描述 图 1 所示电路采用数字电位计 AD5292、基准电压源 ADR512 和运算放大器 ADA4091-2，提供一种 10 位、低成本、高电压 DAC。本电路可保证单调性，微分非线性(DNL)为±1 LSB，积分非线性典型值为±2 LSB。 高压稳压器由低压基准电压源和后接的同相放大器组成，该放大器的增益由 R1 与 R2的比值决定。1.200 V 基准电压源 ADR512 具有低温度漂移、高精度和超低噪声性能。 确保 ADR512 最小工作电流的最大电阻值由公式 1 确定。在图 1 和图 2 中，RBIAS电阻为 12 kΩ，可将 ADR512 的偏置电流设置为 2.4 mA。 图 2：通过缩小输出电压范围并利用游标 DAC 来提高精度（原理示意图，未显示去耦和所有连接） ADA4091-2 是一款运算放大器，具有低失调电压和轨到轨输出。ADR512 与 ADA4091 配合使用，可提供低温度系数和低噪声输出电压。 电阻 R1 和 R2 用来调整放大器的增益。U1A 的输出电压 V1 决定 DAC 的最大输出电压(VOUT)范围。可以用公式 2 计算电阻值。图 1 中，所选电阻值可提供 23.1 的增益和 27.72 V 的 V1 值。可以用该电压为其它电路供电，最大输出电流为 17 mA。 图 3 和图 4 分别显示典型的积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)曲线。在图 1 所示配置中，AD5292 采用比率式工作方式，这意味着总电阻容差的变化不会影响性能。 图 3：INL 与 DAC 码的关系 图 4：DNL 与 DAC 码的关系 为改善电路精...