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3V DAC在±10V中的应用
来源:本站整理  作者:佚名  2011-07-10 08:00:14



  • 最大电压摆幅
  • 最大驱动电流
  • 容性负载
  • 短路保护
  • ESD保护

本例中,OP07A能够为负载提供±10V/10mA的驱动,R1与C2网络允许运算放大器驱动较大的容性负载。

影响系统精度的运算放大器参数有VOS (25&mICro;V)、IOS (2nA)。IB (2nA)的影响可以由R3、R4抵消。当运算放大器的每一输入端等效电阻相同时,可以消除IB的影响。OP07A的0.1V/µS摆率可能限制系统摆率,但在工业控制应用中往往不存在问题。

电阻网络

电阻网络U5 (3:4比例)将+2.5V基准电压降至+1.429V,电阻网络U6 (1:7比例)设置运算放大器U3的增益。比较重要的参数是初始比例误差(0.035%)和比例温度系数(5ppm/°C)。选择MAX5491是由于该器件具有±2kV的ESD保护,这一点非常关键,因为U6的一端可能会暴露在板外,需承受ESD放电的冲击。

数字电位器

本系统使用256级数字电位器MAX5434调节零点失调误差,该器件具有非易失存储器,能够在电源关闭后保持失调值。U7、U5与R2组成的电阻网络可在0V提供大约±100 LSB的调节范围。

分析

对本电路进行PSPICE灵敏度分析,结果表明最大零点失调误差为13 LSB,利用数字电位器可以修正该误差。温度分析结果表明总的温漂误差为0.126 LSB/°C。当温度变化100°C时,存在12.6 LSB的失调误差。对于绝大多数应用在允许范围之内。

表1. 灵敏度分析,零输出,初始误差(以LSB为单位)

Ref Design Component Description Error Source Error Value Error Units Sensitivity Sensitivity Units Output Error (LSBs)
U1 MAX6133A 2.5V Ref Output ACCuracy 0.06 % -2.74E - 04 LSBs/% 0.00
U2 MAX5443 16 bit DAC Gain Error 5 LSBs 1.00E + 00 LSB/LSB 5.00
U3 OP07A OpAMp VOS 25 µV -2.62E + 04 LSB/V 0.66
U3 OP07A OpAMp IOS 2 nA 8.55E + 07 LSB/A 0.17
U3 OP07A OpAMp IB 2 nA 1.08E + 06 LSB/A 0.00
U4 OP07A OpAMp VOS 25 µV -2.29E + 04 LSB/V 0.57
U4 OP07A OpAMp IOS 2 nA 1.68E + 08 LSB/A 0.34
U4 OP07A OpAMp IB 2 nA 8.10E + 03 LSB/A 0.00
U5 MAX5491A Res Network Ratio Tolerance 0.035 % 1.40E + 02 LSB/% 4.90
U6 MAX5491A Res Network Ratio Tolerance 0.035 % 4.09E + 01 LSB/% 1.43
Total
13.07

表2. 敏感性分析,零输出,温度误差(以LSB/°C为单位)
Ref Design Component Description Error Source Error Value Error Units Sensitivity Sensitivity Units Output Error (LSB/°C)
U1 MAX6133A 2.5V Ref Output Temp Co 7 ppm/°C 2.74E - 04 LSBs/% 1.92E - 07
U2 MAX5443 16 bit DAC Gain Temp Co 0.1 ppm/°C 5.00E - 02 LSB/% 5.00E - 07
U3 OP07A OpAMp VOS Temp Co 0.6 µV/°C -2.62E + 04 LSB/V 1.57E - 02
U3 OP07A OpAMp IOS Temp Co 25 pA/°C 8.55E + 07 LSB/A 2.14E-03
U3 OP07A OpAMp IB Temp Co 25 pA/°C 1.08E + 06 LSB/A 2.70E - 05
U4 OP07A OpAMp VOS Temp Co 0.6 µV/°C -2.29E + 04 LSB/V 1.38E - 02
U4 OP07A OpAMp IB Temp Co 25 pA/°C 1.68E + 08 LSB/A 4.20E - 03
U4 OP07A OpAMp IB Temp Co 25 pA/°C 8.10E + 03 LSB/A 2.02E - 07
U5 MAX5491A Res Network Ratio Temp Co 5 ppm/°C 1.40E + 02 LSB/% 7.00E - 02
U6 MAX5491A Res Network Ratio Tamp Co 5 ppm/°C 4.09E + 01 LSB/% 2.05E - 02
Total
1.26E-01

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