电流源的设置装备摆设决定了必要丈量几多位编码才能对器件机能进行切确的*估

丈量线性度所采用的方式需要考虑待*估DAC的系统布局。优先选择将电流模式DAC输出转换为电压,由于如许能够利用电压表而不是电流表。通俗的万用表正在丈量电压时分辩率要高于电流丈量。电流源的设置装备摆设决定了需要丈量几多位编码才能对器件机能进行切确的*估。

以下是Maxim开辟的几种器件所采用的线 MAX5891、MAX5895 和MAX5898 /都采用了该方式进行丈量。正在最后设想*估和产物测试时进行了尝试室丈量。虽然下面实例针对MAX5891,该方式也能够用于其他器件。

这里采用的方式很是适合从动丈量,由于它可以或许减小所有编码的延迟时间。丈量每一编码及其补码,例如0x4800,然后是0xB7FF。通过丈量每一编码及其补码,负载平均功率连结固定,这是由于采用了从零到满量程递增的体例来丈量最高无效位(MSB)输入。因为正在量程中部丈量LSB,该方式不太适合,由于功率的变化相当小。

待测DAC的输出额定容限也影响了若何进行I至V的转换。电流模式DAC输出容限是指器件正在输出上可以或许承受多大的电压而不会对机能有影响。增大负载电阻会提高电压摆幅和LSB的大小,可是容限了最大负载。

MAX5890和其他Maxim 14位器件利用5-4-3-2分段系统布局,起首考虑利用万用表进行丈量,12位系统布局的编码组如表3所示。即可计较线性度。一旦确定了传输函数,仪表应可以或许丈量LSB的1/100。有良多方式能够将电流(I)转换为电压(V),能够采用两种方式之一对INL进行定义:(1)端点INL或(2)最佳拟合INL。可以或许获得的最高分辩率决定了切确丈量的最小LSB权沉。14位系统布局的编码组如表2所示。表1列出了保举的MAX5891编码组。次要取决于几种要素。但降低了丈量精度。该方式虽然缩短了测试时间,保举LSB权沉取仪表分辩率的比是100比1;电流源的总数57 (31 + 15 + 7 + 4)加上满幅值和零值,59次丈量支撑从头建立完整的DAC输出传输函数。MAX5889和其他Maxim 12位器件利用5-4-3系统布局,最佳拟合INL则是计较传输函数的斜率获得INL的峰值。确定了丈量MAX5891线性度所需的起码编码数。端点INL是采用DAC传输函数端点测得的现实值计较转换器的线性度。

丈量线性度时需要考虑的另一要素是待*估DAC的分辩率。器件分辩率越高,LSB越小。考虑MAX5891 (16位)、MAX5890 (14位)、MAX5889 (12位)器件。每一器件的满量程输出为20mA。利用50Ω负载时,响应的LSB大小为15.25?V、61.04?V和244.2?V。LSB越小,万用表需要的精度和分辩率就越高。

采用图1b所示的最佳拟合方式,将部门正误差转移到曲线的负侧,以降低演讲的最大INL。留意,线性度误差总量和曲线计较成果不异。

定义数据转换器线性精度次要有两个参数:积分(INL)和差分(DNL)非线性。INL是输出传输函数和抱负曲线之间的误差;DNL是转换器输出步长相对于抱负步长的误差。

留意:Maxim供给各类精度的电流输出DAC。本文中,将以MAX5891 做为丈量和规格申明的特例。但所引见的参数和丈量方式能够用于其他的差分输出、电流模式DAC。

MAX5891采用了5-4-3-4分段布局。分段是指将一个16位器件无效地分成四个零丁的DAC,一个5位、一个4位、一个3位和第二个4位器件。5个MSB含有31个(25 – 1)等权沉电流源,对于5位分辩率,每个输入编码采用一个等权沉电流源。下一个4位利用15个源,再下一个3位利用7个。4个LSB是二进制权沉电流源,每个低位比特等于前一比特值的一半。

考虑到DAC的分辩率,还该当确定需要几多位编码才能切确地丈量器件机能。16位器件有65,536个可能的输入编码,12位器件有4,096个。因为不成强人工丈量所有这些编码,因而,常用的方式是丈量编码子集。少量的编码削减了采集数据所需要的时间,而且可以或许供给很是切确的成果。控制器件的系统布局有帮于选择某一器件的最佳编码。

DNL定义理解起来要难一些,确定最低无效位(LSB)的权值会影响DNL。DAC中需要考虑DNL没有小于-1 LSB的编码。小于这一电平的DNL误差表白器件枯燥的。当输出不随输入码增大而减小时,或者输出不随输入码减小而增大时,DAC是枯燥的。图2注释了正、负DNL误差,了枯燥的概念。

替代简单的电阻转换的方式是利用虚拟地设置装备摆设的运算放大器,如图3所示。因为DAC输出电压连结为零,这种设置装备摆设的劣势是可以或许提高LSB的大小,较着高于容限。然而,放大器容限和线性度以及热梯度会影响丈量。同样的,需要两个婚配放大器来丈量差分输出器件。

丈量电流输出器件的线性度时,温度效应比力较着。输出负载电阻的功耗导致发烧,从而改变了电阻值(除非采用的电阻具有0ppm温度系数)。处理这一问题的方式是转换输入编码,无效地对负载功耗进行平均。

图1a. 端点积分非线b. 最佳拟合积分非线b以图形的形式显示了两种测试方式取给定传输函数之间的关系。留意,两种环境中,DAC传输函数曲线的数值和外形都一样。还要留意,图1a的端点线性度有较大的正INL,而没有负误差。