一種高精度數(shù)控雙極性恒流源電路的設計

　　AD5542芯片內(nèi)部輸出沒有驅(qū)動運放，需要外加一個低噪聲、低失調(diào)電壓、低失調(diào)電流和低溫度系數(shù)的運放，本電路選用的是ADI公司的OP97E運放。OP97E運放具有10mV的輸入失調(diào)電壓，30pA的輸入失調(diào)電流，0.2mV/℃的輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)，5ppm/V的輸入電壓調(diào)節(jié)率，0.4 pA/℃的輸入失調(diào)電流溫度系數(shù)，0.5mVP-P的電壓噪聲，17nV/的電壓噪聲密度，132dB的電源抑制比。運放的輸入失調(diào)電壓可以在軟件中進行補償，0.2mV/℃的輸入失調(diào)電壓溫度系數(shù)和0.5mVP-P的電壓噪聲使得其對輸出電流的影響可以忽略。

　　V/I轉(zhuǎn)換電路

　　AD5542經(jīng)OP97運放輸出量程為±3.3V的電壓，要想變?yōu)殡娏?，需加一級V/I變換電路，本電路所用的V/I轉(zhuǎn)換電路如圖3所示。

　　此電路通過外接負載形成同相比例放大電路，由深度負反饋電路特點可知，U7的V+約等于V-，則電流Iout=V-/R9，只要控制V+，就可以得到相應可控的高精度雙極性電流，后端接的互補三極管用來輸出經(jīng)擴流后的雙極性電流。

　　系統(tǒng)設計應注意的幾個問題

　　● AD5542的電源應使用10mF和0.1mF電容進行旁路。這些電容應盡可能靠近該器件，10mF電容為鉭電解電容，0.1mF電容為陶瓷電容。

　　● 電源走線應盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的突波效應。

　　● 時鐘和其他快速開關數(shù)字信號應遠離模擬信號。

　　● 基準芯片ADR433應盡量接近AD5542，加粗其輸出與AD5542的REF引腳之間的連線，并在此連線上增加旁路電容，以減小ADR433的輸出噪聲對D/A輸出精度的影響。

　　測試結(jié)果

　　本電路輸出電流是雙極性的，通過設置固定的幾個碼值，用Agilent34401高精度6位半萬用表，上電后1小時后測試，測得的數(shù)據(jù)如表1所示，輸出電流與碼值之間的線性關系如圖4所示。

　　經(jīng)計算其穩(wěn)定度為8.0e - 6，分辨率為1.5e - 5。