DAC 架构的比较
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下一篇 2008-08-07 13:37:50
作者:德州仪器(TI)高级应用工程师Bonnie Baker
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即使是资历尚浅的工程师也能对 ADC 拓扑结构了如指掌,因此在求职面试时,大部分求职者都可以绘制并说明其基本结构图。但是,DAC 拓扑远没有这么简单。这种情况下,求职者只能向我表述其基本原理:如数字输入,模拟输出。


Figure 1 Typical topologies of popular DACs include R2R-multiplying (a), R2R-back (b), and resistor-string (c) architectures
通常,高精度控制环路应用中的DAC为R2R(电阻梯形)MDAC(乘法DAC,见Figure 1a)。该架构可实现高电压输出,因此MDAC厂商可以设计高精度(16位)器件,该器件采用±1 LSB INL(积分非线性)和DNL(差分非线性)规范。MDAC 需要 1 个外部电流电压运算放大器,但应有较快的建立时间(小于0.3 µsec)以及大于10 MHz的乘法带宽 (multiplying bandwidth)。
R2R-back DAC非常适于工业应用(见Figure 1b)。利用该DAC,每次升级只要将2R引脚(leg)切换到高参考电压VREF-H,或者低参考电压VREF-L即可。制造这种架构相对来说比较简捷,因为 R2R 架构具有一条并行数据输入总线。对于带有串行接口的器件而言,在 DAC 进行数据锁存之前,多位DAC首先使用内部的一个串并寄存器。任何情况下,门切换时序偏移都应视为 DAC 输出端的短时脉冲干扰。R2R-back DAC和MDAC一样,通常具有出色的低噪声、INL以及DNL性能,而且建立时间适中。
电阻串DAC适用于便携式仪表、闭环伺服控制、过程控制和数据采集系统(见Figure 1c)。该figure显示了1个3位电阻串DAC模型,此处的数字输入编码为 101b,输入端解码为5/8VREF。输出级缓冲器将内部电阻元件与输出负载隔离。电阻串 DAC 是一款低功耗器件,从而确保了在整个输入编码范围内的单一性,且 DNL 性能良好。这种 DAC 产生的脉冲波形干扰能量通常要低于其他类型的 DAC。但是,INL 性能取决于电阻阵列匹配,并受芯片布局影响较大;而电阻串 DAC 的噪声也取决于电阻串阵列的阻抗,而且噪声相对较高。
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