This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] DAC82002:DAC82002具有高输出噪声

Guru**** 1821780 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA227, DAC82002, DAC8830, ADS127L21, OPA2210
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/1394256/dac82002-dac82002-exhibits-high-output-noise

器件型号:DAC82002
主题中讨论的其他器件: DAC8830ADS127L21OPA2210、OPA227

工具与软件:

在我的设计中、我需要两个16位 DAC。 我以前一直使用 DAC8830、它具有出色的噪声性能。 新设计使用 DAC82002作为双输出、以节省一个 DAC 芯片。

但在测试过程中、我发现 DAC82002的输出噪声远高于 DAC8830的输出噪声。

我的基准电压(具有良好滤波和缓冲的 LM399)具有0.15ppmRMS 的极低噪声。 它 是使用 ADS127L21、在16MHz 高速 模式下使用160000-OSR 和 sinc3滤波器进行测量的。  我 对结果求了10次平均值、因此实际数据速率为5sps。

由于我的 PCB 与 DAC8830和 DAC82002都兼容、因此我对它们都进行了测试。 使用 DAC8830时、输出噪声与基准电压噪声大致相同、也约为0.15ppmRMS。 但是、使用 DAC82002时、输出噪声增加了十倍、达到1.5ppmRMS、我不知道原因。

DAC8830和 DAC82002均经过测试、它们具有相同的基准电压和电源、甚至具有类似的 PCB 布局。  电压基准经过缓冲以驱动10 μ F X7R 电容器、芯片的 REF 引脚和 VDD 引脚通过100nF X7R 电容器去耦。 模拟电路的电源为5V、接地端是模拟电路作为基准的整个平面。 DAC8830在此设计中表现良好、因此我认为我的电路设计和 PCB 布局很好。

那么、问题就是为什么 DAC82002表现出如此高的输出噪声、它是否不适合此类低噪声(几个 Uvs 级)设计? 或者、我在 DAC82002的应用设计中是否有任何我不清楚的关键点?

此致。

  • 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。

    顺便说一下、 DAC 的 SPI 接口设计为 tri 状态、  当 CS 处于非活动状态时、DAC 不会接收任何 SPI 信号(CLK 或 DIN)。  所以我相信噪声不是来自数字馈通。

  • 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。

    尊敬的振荣:

    您能否分享您的原理图? 是否有任何负载连接到 DAC 输出? 两个 DAC 是否使用了同一输出缓冲器?

    此致!

    Katlynne Jones

  • 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。

    你好、Katlynne

    这是 DAC 输出部分的原理图。

    REF_7V 来自 LM399的 输出缓冲器、DAC_VO 输出到 ADC 的输入缓冲器、不带任何其他负载。

    此致。

  • 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。

    抱歉、我忘记在原理图中标记 R3和 R4的值了。 分别为30 Ω 和390 Ω。

  • 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。

    尊敬的振荣:

    感谢您的分享。 我不会立即看到您的原理图有任何错误。 澄清一下、您的电路中的 DAC8830是否也使用 OPA2210和 OPA227缓冲器?  

    您是否 在特定的输出代码处进行测量? 或者是否在所有代码中都能看到噪声? 您是否可以在 DAC82002输出端直接重复测量? 它应该具有极低的0.1uVpp 直流噪声。  

    此致!

    Katlynne Jones

  • 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。

    是的、DAC8830使用相同的缓冲器、唯一的区别是两个 DAC8830会取代一个 DAC82002。

    我测试了不同的输出代码。 噪声不是固定的、而是与输出代码成正比。 看起来它会放大基准的噪声。

    我认为噪声与缓冲器无关、因为 DAC8830工作得非常好。

    直接测量 DAC82002的输出需要在 PCB 上使用飞线、这可能会影响测试。 我稍后再试。

    此致。

  • 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。

    尊敬的振荣:

    让我与设计团队核实一下他们是否有其他想法。

    此致!

    Katlynne Jones

  • 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。

    你好、 Katlynne

    您能否在 EVM-KIT 上验证此问题? 我没有。  

    应 具有噪声极低的基准源和精密电压表。

    此致。

  • 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。

    尊敬的振荣:

    有。 我还有设计团队在仿真中比较两个器件的行为。 这样、您就可以更好地了解额外的噪声是否与器件相关。 请给他们几天时间以便能够完成仿真。  

    此致!

    Katlynne Jones

  • 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。

    尊敬的振荣:

    这是低频噪声还是较宽的频带噪声?

    此致!

    Katlynne Jones

  • 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。

    尊敬的振荣:

    此外、您是否测量了两个电路的基准输出噪声、以确保它们实际产生相同的噪声。 事实上、DAC82002输出噪声随着代码的增加而增加、这告诉我、基准电压可能是个问题。 DAC82002是一款串式 DAC。 除了1/f 噪声之外、由于我们只有串中的电阻器噪声、因此该器件将具有平坦的10nV/rtHz 噪声密度。  

    此致!

    Katlynne Jones

  • 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。

    你好、Katlynne

    我测试了 DAC82002的基准电压输入、它确实是噪声源。 不过、相同的基准电压(使用相同的电路) 在 DAC8830上表现良好。  因此、我认为导致基准电压缓冲器异常的应该是 DAC82002的 REF 端口。

    为了尽可能抑制噪声、基准电压缓冲器具有极小的带宽。 这就意味着它的 负载调节速度很慢、 这可能会导致一些芯片出现问题。

    我尝试了增加基准缓冲器的带宽和响应速度。 如下图所示、R9降至30欧姆、C5降至100nF、C6降至1uF。  然后一切都好了

    问题解决了,但我不明白为什么。  从技术上讲、R2R DAC 只是一个静态电阻器串、 因此当输出代码不变时、基准缓冲器的负载是恒定的。  它不应吸收也不会吸收 REF 引脚的电荷、为什么它需要对基准电压进行负载调节? 为什么 DAC8830在这种情况下运行良好?  它是如此令人困惑。

    此致。

  • 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。

    你好、Katlynne

    它的噪声为0.1Hz~10Hz。

  • 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。

    尊敬的振荣:

    我很高兴听到您的问题已经到了最底层。  

    R-2R DAC 不是静态串(串式 DAC 是静态串)。 从数据表的这个图中您可以看到、开关连接到 VREF 或接地、这意味着基准阻抗将发生变化。  

    下图显示了 DAC82002基准电流在两种不同基准电压下随代码变化的情况。  

    DAC82002的基准阻抗低于 DAC8830、因此这可能是同一基准缓冲器配置无法正常工作的原因。  

    此致!

    Katlynne Jones

  • 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。

    你好、Katlynne

    是的、R-2R DAC 不是静态串。 但我认为只有当输出代码发生变化时才会这样。 当输出代码不变时、开关的状态组合保持不变、因此阻抗也保持不变。  在本例中、当输出代码未更改时会产生噪声。

    虽然没道理、幸好我是一个工程师、而不是芯片设计师、所以我不必深入研究。 对于 DAC82002的内部设计、可能有一些未知秘密、只有其设计人员可以解答。

    不管怎样、这个问题已经解决了。 感谢您的 大力 帮助。

    此致。