高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的溫漂
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VOUT = N × G × (GE + GET) + OE + OET
| 此處：: | VOUT = 輸出電壓 |
| N = DAC輸入碼值 | |
| G = DAC增益 | |
| GE = DAC增益誤差 | |
| GET = 溫度變化產(chǎn)生的附加增益誤差 | |
| OE = DAC失調(diào)誤差 | |
| OET = 溫度導(dǎo)變化產(chǎn)生的附加失調(diào)誤差 | |
| VREF = 基準(zhǔn)電壓 | |
| NMAX = DAC最大碼值 |
參數(shù)的失調(diào)誤差漂移是±4μV/°C，采用箱形法。為了確定溫度失調(diào)，可以利用溫漂系數(shù)乘以溫度范圍，注意，此處的溫度范圍指的是器件規(guī)定的工作溫度范圍，而非實(shí)際應(yīng)用的溫度范圍，本例即為：-40°C至+105°C，而溫度導(dǎo)致的失調(diào)漂移為±0.58mV。同樣，增益溫漂系數(shù)是2ppm/°C，相當(dāng)于±0.029%FS(滿量程)。
對(duì)第一個(gè)例子，我們采用2.5V基準(zhǔn)電壓VREF，DAC是16位器件，即最大碼值NMAX為65535。
另一個(gè)問題是使用的便捷性，最好把失調(diào)和增益誤差指定為“最小/最大”值，而溫度影響只能定義為典型值。我們可以用典型值或憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)整個(gè)范圍內(nèi)的變化情況，此處采用典型值。
圖3所示曲線為初始誤差輸出電壓與輸入碼之間的關(guān)系圖。這是一個(gè)實(shí)際DAC器件的特性曲線，這組曲線比圖2靠得更緊，不易分析，所有最好畫出它們與理想曲線之間的偏差，如圖4所示。圖4也給出了包括溫度影響的整體誤差。
圖3. DAC輸出與輸入碼之間的關(guān)系圖，顯示了增益、失調(diào)誤差的影響，基準(zhǔn)電壓為2.5V。
圖4. DAC輸出誤差與輸入碼之間的關(guān)系，基準(zhǔn)電壓為2.5V。
從圖中可以看出，溫度的影響遠(yuǎn)低于初始誤差，所以，即使數(shù)據(jù)手冊(cè)只給出了溫度特性的典型值，也不會(huì)對(duì)整體誤差產(chǎn)生顯著影響。零碼處的整體誤差為±0.423%FS (±10.6mV)，最大輸入碼處的整體誤差為±0.952%FS (±23.8mV)。
可以采取一些改善措施，如提高基準(zhǔn)電壓。由于增益誤差是以滿量程的百分比(%FS)規(guī)定的，它的絕對(duì)值會(huì)變大，但失調(diào)誤差的絕對(duì)值不會(huì)變大。因而，可以通過提高基準(zhǔn)電壓來提高滿量程輸出電壓，然后再從外部把DAC的輸出降到所要求的電壓，這樣，增益誤差恢復(fù)到原來的數(shù)值，而失調(diào)誤差卻可以減小。圖5顯示了這種方法的效果。
評(píng)論