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[参考译文] DAC7811:仅使用正电源/基准即可获得 0 至 5.5V 摆幅

Guru**** 2482225 points
Other Parts Discussed in Thread: DAC902, DAC80501, DAC60501, DAC7811, OPA350

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1554599/dac7811-obtaining-0-to-5-5v-swing-with-only-a-positive-power-supply-reference

器件型号:DAC7811
主题中讨论的其他器件: OPA350、DAC902 、DAC80501、DAC60501

工具/软件:

我的团队希望使用 SPI 控制的 DAC 来生成 0 至 5.5V 的模拟信号、最大频率为 1 –2MHz。 我们认为 DAC7811 符合这些要求、但如果您认为有更好的器件、我们愿意接受任何其他建议。

在任何情况下、我们都在尝试计算出通过该 DAC 实现 0 至 5.5V 摆幅所需的电路、而不需要使用负电源或基准。 我曾 在此应用手册中查看以下拓扑

我在这里有两个想法:

  1. 使用 5.5V LDO 为 IOUT1 提供基准。 这证明精度较低 (1%对~0.05%)、但 1%的精度对于我们的应用应该合适。 然后在 REFIN 上使用 OPA350 来提供快速输出电压摆幅。
  2. 使用 REF5050 5V 电压基准、然后使用精密运算放大器将 IOUT1 基准电压升压至高达 5.5V。  

这两种解决方案中的任何一种都能正常工作、这主要是因为 DAC 的精度是多少? 此外、从 REFIN 而不是 IOUT1 拉取输出时、我可能忽略了任何其他注意事项吗?  

此致、

Malcolm

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    您好、Malcom、  

    您尝试创建哪种类型的 2MHz 信号? 最大 SPI 时钟为 50MHz、每次 DAC 更新需要 16 个 SPI 时钟。 您可以得到 1.5MHz 方波、因为方波中每个周期只有 2 个电压。 要获得类似 24 点正弦波的频率、最大输出频率约为 130kHz。

    此致、

    Katlynne Joens  

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    尊敬的 Katlynne:

    我们主要关注正弦波、然后关注 AWG。 我已经花了大量时间对产品系列进行了研究、如果 130kHz 正弦波是我们在精密 DAC 上能做得最好的、那就没问题了。 我也在研究 DAC902、但我们需要总共 4-8 个输出通道、我认为我们不具备并行 CMOS 要求的大量独立输入的带宽。

    此致、

    Malcolm

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    您好、Malcom、  

    最大值将更接近每个 SPI 总线 130kHz。 如果同一 50MHz SPI 总线上有两个通道、每个周期都有 24 点、则最大频率会减半。  基本上、 每 480ns 一次只能在任何通道上进行一次 DAC 更新。  

    您可以使用 4-8 个单通道 DAC 及其自己的 SPI 总线。  

    无论是哪种方式、我认为您都不需要使用 DAC7811 等 MDAC、在这种情况下、您都不必担心 DAC 输出相对于基准反相。 您可以使用 DAC80501 等器件。

    这是为了什么?  

    此致、

    Katlynne  

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    尊敬的 Katlynne:

    我们正在制作一个 EVM、允许客户使用各种波形实时测试器件。 其中绝大多数将是方波/数字模式、但有些将是正弦波/三角波/锯齿波/等 模拟输入主要用于比较器、这正是我们需要 DAC 的用途。

    电路板上的其他位置有一个 12 位 ADC、因此 DAC60501 可能最适用。

    但是、我仍然有与之前相同的问题:如果我想要 0V 至 5.5V 的电压摆幅、我是否必须使用 LDO 来获得 5.5V 基准电压、从而牺牲精度?或者引入另一个放大器来将 5V 外部基准电压提高到 5.5V?

    此致、
    Malcolm

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    您好、Malcom、

    如果您对 LDO 的精度没有任何影响、可以将其用作参考、从而节省使用另一个器件的工作量。 如果您仅使用电源作为基准、则不需要任何其他外部元件、因为该器件具有内部输出缓冲器。  

    您是否需要来自输出的任何电流? 如果您确实需要超过几 mA 的电流、那么考虑到满量程等于电源轨、DAC 将在满量程下运行一段艰难的时间。 如果您确实需要拉取电流、我建议使用具有内部基准的外部运算放大器方法。  

    以下是我们的余量图:

    此致、

    凯蒂恩·琼斯

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    尊敬的 Katlynne:

    否、我认为这应该很好;我们不需要任何电流驱动。

    仅在此处检查我的数学运算/理解情况、但该器件需要 24 个 SPI 时钟/更新、这意味着我们的最大正弦频率@ 24 点大约为 86kHz?

    此致、

    Malcolm

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    您好、Malcom、  

    是的。 您考虑的原始器件具有 16 位 SPI 帧(我们许多旧器件都具有)。 但 DAC60501 具有 24 位 SPI 帧、因此您的计算是正确的。

    此致、

    凯蒂恩·琼斯   

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    尊敬的 Katlynne:

    非常感谢您对我们的帮助。

    只有最后一个问题、鉴于您对我们的应用的了解(即尝试保持模拟波形前端相对简单)、如果我们需要能够产生 1MHz 正弦波的器件、您建议使用哪种器件?

    此致、

    Malcolm

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    您好、Malcom、  

    我对此没有很好的答案。 我们没有任何精密 DAC 会达到 1MHz 正弦波。 我们将在 100-130kHz 频率下最大输出。  

    您可以咨询高速团队、获取有关适用于您使用的任何 MCU 的最简单通信协议的建议。 我知道还有一些方法可以从 555 计时器中获取正弦波、或者可以探索更多离散正弦波生成选项。  

    Amps 团队的 Paul 在本文中分享了一些建议: TLV3501:6MHz 正弦波信号发生器电路 — 放大器论坛-放大器 — TI E2E 支持论坛

    此致、

    Katlynne