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12位,10位和8位dac,集成10ppm/°C基准,2mm × 2.1mm SC70

来源:analog 发布时间:2024-07-23

摘要: 在LTC2630系列小尺寸dac中,内置了高性能参考电压,从而消除了对外部参考电压的需求。

由于DAC的输出电压范围与其参考电压成正比,参考电压的精度直接影响输出的精度。尽管参考电压的关键性质,它往往被忽视,并简单地绑定到电源轨。这使得DAC输出跟踪电源-包括其不准确性和噪声,这可能是未指定的和相当大。

在LTC2630系列小尺寸dac中,内置了一个高性能参考(图1),从而消除了对外部参考的需求。LTC2630提供了前所未有的精度,小尺寸,集成参考和易用性的组合,使其成为从信号调理电路中的通用电压调节到高精度工业控制的理想应用。在-40°C至+125°C温度范围内工作的h级版本可用于要求苛刻的工业,军事或汽车应用。


图1所示 LTC2630在SC70封装中集成了高性能轨对轨放大器、10ppm/°C基准和双缓冲输入数据路径。

由集成参考或供应定义的满量程

LTC2630的集成基准提供低漂移(±10ppm/°C)和对电源电压变化不敏感的满量程电压。tc2630 - l具有2.5V的满量程输出,并从单个2.7 v到5.5V电源工作。ltc2630 - h4的满量程输出为4.096V,工作电压为4.5V至5.5V。当配置为参考供电模式时,ltc2630的输出可以在参考输入电源的轨到轨之间摆动。

极小的SC70占地面积和超低功耗

LTC2630适用于12位、10位或8位DAC和内部参考,采用超紧凑的6引脚SC70封装(2mm × 2.1mm)。电力消耗也很低。当在内部参考模式下工作时,电源电流在3V时仅为180µA。然而,DAC的性能一点也不低。

突出DACPerformance

线性:在12位精度下,DNLand INL保证±1LSB

LTC2630系列采用LinearTechnology专有的固有单调电压插补架构,其优点如图2所示。对于LTC2630A-12, DNL为±0.2 LSB, INL为±0.5LSB,并且在部件的整个工作温度范围内,两者都保证小于±1 LSB。对于LTC2630-12, DNL和inl在温度上分别保证为±1 LSB和±2LSB。在10位(LTC2630-10)下,DNL和inl在温度上分别保证小于±0.5LSB和±1 LSB。在8位(LTC2630-8)时,两者都保证在温度下小于±0.5LSB。


图2 内参考模式下的积分和微分非线性。LTC2630优良的DNL特性保证了其单调性。

可预测和可用的输出范围

在额定温度范围内,theLTC2630的最大偏置为±5mV。低偏移使启动代码电压比竞争设备更接近0V。当内部基准设置满量程时,满量程误差电压仅为满量程范围(FSR)的±0.8%,并且线性度保证达到上限。这些参数随温度的不变性如图3所示。低偏移和低满量程误差共同定义了可预测的输出范围,并最大化了可用码的数量。


图3 低漂移偏置误差电压和满量程误差电压。

优良的负载调节性能降低了隐藏误差

LTC2630的输出缓冲器保证能够在2.7V时输入5mA,在4.5 v时输入10mA。其高增益放大器保持输出电阻只有0.1欧姆(0.156欧姆max),尽管有一个单一的GND引脚。图4显示了这是如何最小化由于直流损耗而导致的输出电压误差- tc2630 - 12h的负载电流仅为0.1 LSB/mA(最大0.16 LSB/mA),而LTC2630-12L的负载电流为0.13 LSB/mA(最大0.256 LSB/mA)。相比之下,任何竞争对手的最低直流输出阻抗为0.5 欧姆,容易引入五倍大的负载诱导误差。


图4 负载调整率。高驱动输出缓冲器保证在3V时输出和吸收5mA,在5V时输出和吸收10mA,完全在电流限制范围内。输出电阻仅为0.1欧姆,使直流损耗带来的误差降至最低。

操作简单

LTC2630系列工作在单电源下,可以驱动负载到500pF而没有任何稳定性问题。

其简单的SPI/ microwire兼容3线接口可以在高达50MHz的时钟速率下操作。设置和保持时间仅为4ns,允许在光隔离和其他具有慢速速率的应用中无问题运行。内部数据寄存器是双缓冲的,允许同时更新系统中的多个设备。LTC2630系列中的所有三个部分都使用相同的24位加载序列(也支持32位)。有六个命令码用于选择内部或电源参考模式,断电,写入输入寄存器,更新DAC寄存器和执行组合写入和更新。

其他功能

在上电时,默认情况下选择内部引用,并将代码重置为中档(LTC2630-M)或零(LTC2630-Z)。内部电路保持输出故障小于5mv,如果电源斜坡不超过1V/ms。

LTC2630可置于省电模式,在这种模式下,5V时的电流消耗可降至1.8µA以下(在125°C下工作时,h级电流消耗为5µA)。在退出电源关闭模式后,输出在18µs内稳定在中档至12位精度。

光隔离4mA到20ma过程控制器

LTC2630非常适合工业应用,包括控制回路。图5显示了使用LTC2630HZ的光隔离、数字控制的4mA至20ma发射机。发射机电路,包括光隔离,由环路电压供电,具有5.4V到80 v的宽范围。LT3010-5的5V输出设置4mA偏置电流,DAC数字控制0ma至16mA信号电流。稳压器、DAC和输入放大器的供电电流远低于4mA预算零标度。R(S)检测总回路电流,其中包括通过Q1的静态电源电流和附加电流。请注意,在最大环路电压为80V时,当I(OUT)为20mA时,Q1耗散1.6 w,因此必须有适当的散热器。


图5 光隔离4mA至20mA过程控制器。该电路将输出电流数字化,用于隔离控制回路。

使用0.1%的电阻,R(OFFSET)和R(GAIN)的值尽可能接近理想,以满足4ma - 20ma的设计目标。或者,R(OFFSET)可以是一个365k, 1%的电阻串联一个20k的修整锅和R(GAIN)可以是75.0k, 1%的电阻串联一个5k修整锅。如果应用程序要求一个高速串行总线,使用6n139而不是4N28光耦合器。

结论

LTC2630是一种6引脚sc70封装的单电压输出dac系列,具有集成参考元件。每个DAC都可以提供自己的精确满量程电压,并且可以参照输入电源运行轨对轨。有12种精度(12位,10位和8位),满量程电压(2.5V或4.096V)和电源复位值(零量程或中量程)的各种组合可选;seeTable 1。

表1 可用的零件选项。LTC2630提供12种满量程电压、上电复位和精度组合

全面的参考上电复位码准确性(位)V (CC) (V)
LTC2630-LM2.5 v中级12
10
8
2.7 - -5.5
LTC2630-LZ2.5 v12
10
8
2.7 - -5.5
LTC2630-HM4.096 v中级12
10
8
4.5 - -5.5
LTC2630-HZ4.096 v12
10
8
4.5 - -5.5
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