基于20位DAC--AD5791的高精度電壓源的設(shè)計(jì)

摘要：為設(shè)計(jì)出高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，本文通過標(biāo)準(zhǔn)電壓源的生成過程來分析基準(zhǔn)電壓源對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的要求從而選擇AD5791。并通過AD5791的硬件特性和軟件特性來克服以往數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為基準(zhǔn)源偏置電流中的失調(diào)現(xiàn)象，以及應(yīng)用其特殊優(yōu)越性能在設(shè)計(jì)高精度電壓源系統(tǒng)中輸出0.00000V到10.00000V的電壓。并通過試驗(yàn)校驗(yàn)其準(zhǔn)確性。

0 引言

數(shù)模轉(zhuǎn)換器的常見用途之一是提供可控精密電壓，它可以廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療系統(tǒng)中的梯度線圈控制、測(cè)試和計(jì)量中的精密直流源、科學(xué)應(yīng)用中的光束檢測(cè)，工業(yè)控制以及高端科學(xué)和航空航天的儀器校驗(yàn)。

隨著時(shí)間的推移，集成電路對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度要求也在不斷變化?？刂葡到y(tǒng)和儀器儀表系統(tǒng)對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分辨率和精度要求也越來越高。在我國(guó)目前所使用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器已經(jīng)可以達(dá)到20位了，但是其線性度最高只能達(dá)到20ppm。隨著科技的進(jìn)步，儀器儀表對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器精度的要求不斷提升，特別的標(biāo)準(zhǔn)源中的電壓源基準(zhǔn)對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的要求更

是嚴(yán)格，而且設(shè)計(jì)溫度漂移問題，噪聲干擾問題，線性穩(wěn)定性問題以及電路構(gòu)成中的失調(diào)問題都需要方方面面的考慮，這種數(shù)模轉(zhuǎn)換器逐漸達(dá)不到設(shè)計(jì)者的要求。此時(shí)一款新的高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD5791應(yīng)運(yùn)而生。它不僅分辨率高達(dá)20位，線性度為1ppm，可以提供高質(zhì)量的精度的直流基準(zhǔn)從而提高電壓源的輸出線性度。而且有效的克服了溫度漂移，偏置電流失調(diào)等現(xiàn)象。本文將通過標(biāo)準(zhǔn)電壓源的生成來分析闡述其直流電壓基準(zhǔn)對(duì)于其精度的作用，結(jié)合AD5791的特性來設(shè)計(jì)一款高精度電壓源并借用安捷倫3458A高精度數(shù)字萬(wàn)用表來檢驗(yàn)其準(zhǔn)確性，使其輸出誤差小于2ppm。