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DAC8568C的噪声为什么比数据手册当中的小

WZ Liang
Prodigy 201 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS131E08, DAC8568

       DAC8568C是8通道输出的16位DAC，其DAC结构为R-String（串联电阻型），这种结构和R-2R结构的DAC一样，都属于DAC结构当中噪声最低的类型。

                                                              图 1 DAC8568C的噪声谱密度

图 1是DAC8568C的噪声谱密度，通过该图可以估算其噪声有效值和峰峰值。

                                                                                    图 2   对图1分析

计算输出2.5V（Midscale这条线）的噪声有效值和峰峰值。

如图 2所示，e_nw = 170nV/sqrtHz，f_ce=80Hz，取f_l=0.1Hz，f_h=1.57*10kHz=15.7kHz，代入计算电压噪声有效值的公式

得到En=21.94uV，电压噪声峰峰值为Vp-p=5*En=110uV。

如果是满量程输出（5V），如图 2所示（Full Scale），取e_nw = 270nV/sqrtHz，f_ce=35Hz，f_l=0.1Hz，f_h=1.57*10kHz=15.7kHz，代入计算电压噪声有效值的公式

 

得到En=34.3uV，电压噪声峰峰值为Vp-p=5*En=172uV。

总结：

        DAC8568C输出2.5V的时其噪声峰峰值的理论值是110uV，输出满量程时其噪声峰峰值的理论值是172uV。


         但是实际测量2.0V的输出电压时（采样30s，采样率为1kSPS，测量设备是ADS131E08评估板，其本地噪声约为14uV），得到的噪声峰峰值约为60uV。而且这个结果还是我在搭建的简陋电路中测量到的，为什么和理论值相差这么大？或许是DAC8568C的数据手册中的数据出错了？

    

  • 0
    Prodigy 201 points

    而且我发现手册当中多处地方的描述与给出的特性图不符。

    例如DAC8568数据手册中第46页的描述（如下图），提到“Output noises pectral density at the VOUT pin versus frequency is depicted in Figure 66 for  full-scale,midscale,and zero-scale input codes.The typical noise density for mid scale code is120nV/√Hz at 1kHz and 100nV/√Hz at 1MHz” 和“Integrated output noise between 0.1Hz and 10Hz is close to 6μ VPP (midscale), as shown in Figure67”

    但是与之相对应的特性图明显和文字描述的不一样，如下图

    DAC8568C的噪声参数对我的设计很重要，因此我很关注这部分的参数信息，但是数据手册上的信息似乎有些矛盾，并不能令我信服，所以我想确定哪些才是对的。目前DAC8568C的评估板我还没有拿到手，而且测量设备毕竟没有TI的好，所以我想知道“0.1Hz~10KHz的噪声”这部分参数具体是怎么样的。

  • 0
    TI__Genius 10563 points

    你计算的噪声带宽为10kHz，但是你的ADC采样率只有1kSPS，那很多高频的噪声你的ADC结果中无法体现出来。

    你的噪声计算过程只有宽频噪声，并未包含1/f 噪声

  • 0 回复 WZ Liang
    TI__Genius 10563 points

    图66 ， 图67用的是内部参考源；

    图66中 纵轴是对数坐标，因此  120nV/√Hz  看起来好像在中上部分。

    0.1Hz~10KHz的噪声指的就是我刚刚提及的你忘记计算的 1/f 噪声。这方面的介绍请参考http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/amplifiers/f/52/p/19179/168097.aspx#168097

  • 0 回复 WZ Liang
    TI__Genius 10563 points

    对了，请问贵司计划用DAC8568做什么应用呢？贵司是在哪个城市的？

  • 0 回复 Martin
    Prodigy 201 points

    我列出的公式当中可是包含了1/f噪声了哦，这个这个公式我推算过了，这个在Sergio Franco的Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits 一书当中有论述，我看的是刘树棠的译本《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》，纸质书和电子书我都有，具体出处看下图。

    Art Key 在他的《运算放大器电路固有噪声分析与测量》系列博客当中，也有类似的论述，只是对应1/f噪声计算所用的公式不同，且1/f噪声和宽带噪声分开计算，不像sergio给出的是一起计算的。但是，其实这两种1/f计算方法得到的结果是一样的，都能够相互推出，只是sergio给出的更加方便而已，这个我自己有推算过。Art Key给出的1/f计算公式如下图，

    其实很早的时候，Montchenbacher的Low Noise Electronic System Design也提到了1/f噪声的计算，

    总之，我的计算当中是计算了1/f噪声的了。

  • 0 回复 Martin
    Prodigy 201 points

    嗯，对的，今天和同事讨论这事，他也是这样说的，谢谢你的指点。

  • 0 回复 Martin
    Prodigy 201 points

    看来我都忽略了对数坐标这事，看来太粗心了，感谢你的提醒。我现在在深圳，打算用这个DAC用于信号发生，要求0.1Hz~10kHz的噪声尽量小，最好能够让输出0.4V时的噪声小于8uV，需要2通道以上的DAC，你要什么好的推荐吗？