采用+12V至±5V电源的精密、16位双极性输出电压源
电路功能与优势
图1所示电路提供精密、16位、±2.5 v低漂移双极性电压输 出，采用+10 v至+15 v单电源供电。 ad5668 8通道densedac 的单极性电压输出由ad8638 自稳零型运算放大器放大并进行电平转换。ad8638的最大漂移贡献仅为0.06 ppm/°c。外 部基准电压源ref192确保最大漂移为5 ppm/°c（e级），并为ad8638电平增益和转换电路提供低阻抗伪地电压。
该电路针对采用单个+12 v供电轨的系统中经常出现的一个 问题提供了高效解决方案。合适的印刷电路板（pcb）布局 和接地技术可确保adp2300 开关稳压器不会降低电路的整 体性能。
图1. 采用±5v电源的双极性输出dac电路
电路描述
ad5668是一款通过spi接口控制的16位、8通道、电压输出densedac。它包含一个片内基准电压源，最大漂移为10ppm/°c。上电时，片内基准电压源关闭，因而可以用外部基准电压源。内部基准电压源通过软件写入使能。图1所示的电路中采用了外部ref192，因为需要低输出阻抗来驱动ad8638运算放大器的2.5 v伪地基准电压。
ad5668的输出电压在tp1处为0v至2.5v，此信号驱动ad8638运算放大器的同相输入端。运算放大器的信号增益为1+r2/r1，因此r1=r2时等于2。通过以2.5v基准电压 驱动r1，向运算放大器输出中注入2.5v的负偏移。因此，tp2的双极性输出电压摆幅为−2.5v至+2.5v。
该电路采用单电源供电，标称电压为12v，可在10v至15v之间变动。经过调节的−5 v供电轨由adp2300开关稳压器进行反相buck-boost配置连接而产生。该电路可使用 www.analog.com/adisimpower上提供的adisimpower 程序来设计。l1耦合电感用于为采用zeta配置的电路产生未经调节的5v电源。该电路能够针对较小的输出电流产生高效 率。
图2和图3分别显示了在tp2（双极性输出）处测量的积分非线性（inl）和差分非线性（dnl）。
图2. 双极性输出（tp2）的inl性能
图3. 双极性输出（tp2）的dnl性能
图4和图5分别显示了在tp1（单极性dac输出）处测量的inl和dnl。
图4. 单极性dac输出（tp1）的inl性能
图5. 单极性dac输出（tp1）的dnl性能
常见变化
ad5628和ad5648分别是ad5668的12位和14位版本。它们都有一个内部增益为2的片内基准电压源。ad5628-1/ad5648-1/ad5668-1内置一个1.25v、5 ppm/°c基准电压源，满量程输出范围可达到2.5v；ad5628-2/ad5648-2/ad5668-2和ad5668-3内置一个2.5 v、5 ppm/°c基准电压源，满量程输出范围可达到5v。上电时，片内基准电压源关闭，因而可以使用外部基准电压源。内部基准电压源通过软件写入使能。上述器件内置一个上电复位电路，确保dac上电后输出0 v（ad5628-1/ad5648-1/ad5668-1、ad5628-2/ad5648-2/ad5668-2）或中间电平（ad5668-3）并保持该电平，直到执行一次有效的写操作为止。
ad8639是ad8638的双通道版本，可根据需要使用。图1中的电路使用单个ad8638来最大限度地减小八个通道之间的串扰。
可使用其他2.5v基准电压源，例如adr4525，它拥有±0.02%的精度和最大2 ppm/°c的温度系数（b级）。
电路评估与测试
设备要求（可以用同等设备代替）
需要以下设备：
系统演示平台 （eval-sdp-cb1z）
cn-0183 电路评估板（eval-cn0183-sdz）
the cn-0183 评估软件
tektronix tds2024，4通道示波器
hp e3630a 0v至6v/2.55a、± 20 v/0.5 a三路输出直流电源
pc（windows 32位或64位）
开始使用
将cn-0183评估软件光盘放进pc的光盘驱动器，加载评估软件。打开“我的电脑”，找到包含评估软件光盘的驱动器，打开readme文件。按照readme文件中的说明安装和使用评估软件。图6显示了评估软件主窗口。
图6. 评估软件主窗口
测试设置功能框图
图7为测试设置的功能框图。此设置允许通过示波器观察 dac输出（tp1）和双极性输出（tp2）。
线性度测量要求使用可由pc通过usb端口读取的精密数字 电压表（dvm）。
图7. 测试设置功能框图
设置
将eval-cn0183-sdz上的120引脚连接器连接到evalsdp-cb1z上的con a或con b连接器。使用尼龙五金配件，通过120引脚连接器两端的孔牢牢固定这两片板。将直流输出电源成功设置为+5 v、-5 v和+12 v输出后，关闭电源。
在断电情况下，将−5 v电源连接到j5-3上的−5v引脚，将+5v电源连接到j5-1上的avdd引脚，将gnd连接到j5-2和j4-2上的agnd引脚，将+12v电源连接到j4-1上的+12v引脚。或者，将链路2和链路3放在位置b，以便使用adp2300为电路提供+5v至−5 v的电压。注意，这种情况下不需要avdd和−5v。
接通电源，然后将sdp板附带的usb电缆连接到pc上的usb端口。接通eval-cn0183-sdz的直流电源之前，请勿将该usb电缆连接到sdp板上的微型usb连接器。
设置测试设备后，将示波器探头连接到tp1和tp2测试点。tp3、tp4和tp5测试点分别连接到基准电压、经过调节的+5 v和经过调节的−5 v。检查这些测试点电压是否正确（使用tp6接地）。
利用cd中提供的软件，用户能够通过向dac中加载一个代码和选择基准电压源来设置vouta值。如果用户保留默认设置，将需要提供+5 v和−5 v电压，不需要+12 v。默认 设置使用外部ref192基准电压源，从而提供2.5 v （tp1）的满量程dac输出，双极性输出（tp2）中则为−2.5 v至+2.5 v。加载0x0000可将dac输出和双极性输出分别设置为0 v和−2.5 v。加载0x8000可将dac输出和双极性输出分别设置为1.25 v和0 v。加载0xffff可将dac输出和双极性输出均设置为2.5v。
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该电路针对采用单个+12 v供电轨的系统中经常出现的一个 问题提供了高效解决方案。合适的印刷电路板（pcb）布局 和接地技术可确保adp2300 开关稳压器不会降低电路的整 体性能。
图1. 采用±5v电源的双极性输出dac电路
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ad5668是一款通过spi接口控制的16位、8通道、电压输出densedac。它包含一个片内基准电压源，最大漂移为10ppm/°c。上电时，片内基准电压源关闭，因而可以用外部基准电压源。内部基准电压源通过软件写入使能。图1所示的电路中采用了外部ref192，因为需要低输出阻抗来驱动ad8638运算放大器的2.5 v伪地基准电压。
ad5668的输出电压在tp1处为0v至2.5v，此信号驱动ad8638运算放大器的同相输入端。运算放大器的信号增益为1+r2/r1，因此r1=r2时等于2。通过以2.5v基准电压 驱动r1，向运算放大器输出中注入2.5v的负偏移。因此，tp2的双极性输出电压摆幅为−2.5v至+2.5v。
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图2和图3分别显示了在tp2（双极性输出）处测量的积分非线性（inl）和差分非线性（dnl）。
图2. 双极性输出（tp2）的inl性能
图3. 双极性输出（tp2）的dnl性能
图4和图5分别显示了在tp1（单极性dac输出）处测量的inl和dnl。
图4. 单极性dac输出（tp1）的inl性能
图5. 单极性dac输出（tp1）的dnl性能
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图7. 测试设置功能框图
设置
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