当今快节奏的市场已经发展出对高分辨率，高精度，快速数字转换器的主要需求。仪器仪表、自动测试设备、通信、波形产生、数据采集和反馈控制系统以及许多其他应用中的系统需求推动了对16位数字转换器的需求。转换器不仅需要满足系统严格的速度和精度要求，而且需要在单极(0V至10V)和双极(±10V)工作模式下都能做到这一点。为了满足并超越这些要求，Linear Technology推出了LTC1597 16位并行，电流输出，低故障，带4象限电阻的乘法DAC。新DAC的主要特点包括:

• ±1LSB最大INL和DNL在工业温度范围内。

• 片上4象限电阻允许精确的0V至10V, 0V至-10V或±10V输出。

• 超低,& lt;1nv的中档故障脉冲。

• 小型28针SSOP封装。

• 电源功耗低:典型10µW。

• 引脚兼容LTC1591 14位并行，电流输出，低故障，乘DAC与4象限电阻。

LTC1597的独特功能

LTC1597工作于单个5V电源，并提供单极0V至-10V或0V至10V和双极±10V输出范围，从10V或-10V参考输入使用单个或双外部运放。该器件实现双极操作使用三个额外的片上精密电阻。DAC由用于13个lsb的精密薄膜R/2R梯组成。三个msb被解码成阻值R的七个片段，如图1所示。R名义上是48k。这些部分和R/2R梯的每一个都承载着同等重量的电流，为满量程的八分之一。反馈电阻R(FB)和四象限电阻R(OFS)的值为R/4。四象限电阻R1和R2的幅值为R/4。

参考引脚在单极模式和双极模式下的恒定输入阻抗分别为R/8和R/12。电流输出引脚I(OUT1)的输出阻抗随DAC代码而变化。

LTC1597的一个附加功能是专有的去glitcher，可在DAC的输出电压范围内将故障能量降低到1nV-s以下。

LTC1597具有16位并行输入数据总线，并具有两个16位寄存器的双缓冲。双缓冲功能允许同时更新多个dac。的或者说是信号更新输入寄存器，LD信号加载DAC寄存器。去glitcher在LD信号的上升沿上被激活。

接口的多功能性也允许在主/从或边缘触发配置中使用输入和DAC寄存器。这种操作模式发生在或者说是和LD连接在一起作为时钟信号。

异步清除引脚(CLR)将LTC1597重置为零刻度，将LTC1597-1重置为中刻度。CLR重置输入和DAC寄存器。LTC1597还具有上电复位功能。

16位精度超过温度

LTC1597在-45°C至85°C范围内具有远低于±0.2LSB的超低线性漂移。这使得LTC1597能够随时间和温度保持1LSB积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)的精度。在过去，只有自动校准类型的dac在温度上接近这种精度。这些dac非常大，非常昂贵，因此对大多数应用来说不是很实用。

图2a和2b显示了LTC1597的典型INL和DNL曲线。出色的0.25LSB INL, 0.15 LSB DNL(典型)和非常低的漂移允许在扩展的工业温度范围内最大1LSB规格。为了获得最佳性能，LTC1597的REF引脚应由小于1k欧姆的源阻抗驱动。然而，DAC被设计成最小化源阻抗的影响。8k欧姆源阻抗使INL和DNL仅降低0.2LSB。

快速沉降:小于2µs到满量程的0.0015%以内

现在，系统设计人员不再需要在准确性和速度之间做出艰难的决定。解决方案在这里。LTC1597 DAC和LT1468运算放大器的组合提供了业界首创:在10V步进下，出色的16位沉降小于2µs，同时保持1LSB直流精度。

图3显示了单极模式的应用电路。图4显示LTC1597/LT1468组合的满量程10V阶跃稳定时间。使用20pF反馈电容，0.0015%的优化沉降时间为惊人的≈1.7µs。关于16位稳定时间的详细讨论可以在线性技术应用笔记74“元件和测量进展确保16位DAC稳定时间”中找到。

最大限度地减少沉淀时间的能力受到需要使DAC输出电容为零的限制，根据代码的不同，输出电容从70pF到115pF不等。放大器输入端的电容与反馈电阻结合，在200kHz-400kHz附近的闭环频率响应中形成零点。没有反馈电容，电路就会振荡。20pF的选择通过在1.3MHz处增加一个极点来限制频率峰值，从而稳定电路，并优化稳定时间。从理论上讲，达到16位精度的稳定时间受反馈电阻和电容设定的11.1时间常数的限制。

超低1v -s故障

在精密应用中，DAC更新时的输出故障可能是一个大问题。通常，最坏的故障发生在DAC输出穿过中量程时。LTC1597的新型专有去glitcher将输出故障脉冲降低到1nV-s，这比任何竞争对手的16位电压输出dac至少低十倍。此外，除glitcher使故障脉冲对任何代码都是均匀的。图5显示了输出范围为0V到10V的中量程转换的输出故障。

单极0V至10V输出，单运放

图3显示了0V到10V输出范围的电路。在这种配置中，DAC使用外部基准和单个运算放大器。该电路还可以执行2象限乘法，其中REF引脚由±10V交流输入信号驱动，V(OUT)从0V到-V (REF)摆动。

双极±10V输出与两个运算放大器

LTC1597包含双极操作所需的所有4象限电阻。对于一个固定的10V基准，图7所示的电路给出了一个精确的-10V到10V输出摆幅，最小的外部元件:一个反馈电容和一个双运放。双极零误差在温度下最大为8LSB。如果使用两个LT1468运算放大器代替LT1112，电路可以执行更宽的带宽4象限乘法，其中参考输入由±10V交流输入信号和±10V V(OUT)摆幅驱动。

图6显示了LTC1597/LT1468组合在单极和双极工作模式下的乘模总谐波失真和噪声曲线图。对于小于40kHz的交流信号，THD+噪声非常好(优于90dB)，并且在100kHz (78dB)时仍然非常好。为了将噪声带宽降低到可接受的水平，必须在LT1468的输出处进行滤波。带宽越宽，本底噪声越高。

17位符号幅度DAC提供完美的双极零

图8显示了LTC1597(17位符号幅度DAC)的新应用，以及由此产生的输出编码。该电路具有非常精确的双极零误差，即电流对电压运算放大器的偏置电压加上偏置电流乘以DAC反馈电阻。对于LT1468，这对应于室温下17位的最大双极零误差为0.92LSB(140µV)。该电路使用LTC1597在其单极模式下，参考输入倒置(-V (REF)，通过R1和R2以及外部运放)，输出电压范围为0V至V(REF)。当符号位改变时，开关将输出范围为0V至-V (REF)的参考输入极性改变为非反相(V(REF))。

94dB SFDR数字正弦波发生器

图9显示了一种变频数字波形发生器的电路图。电路显示LTC1597的双极配置，但单极配置也可以工作。当采样频率为50kHz，输出正弦波频率为1kHz时，二次谐波失真为-94dB，三次谐波失真为-101dB。片上除glitcher电路通过使故障脉冲超低且均匀地与代码一致，最大限度地减少了代码相关的故障(导致失真)。

运放选择注意事项

LTC1597的一个显著优势是能够选择I-to-V输出运放，以优化系统精度、速度、功率和成本。表1显示了该应用的运算放大器采样及其相关规格。

LTC1597设计用于最小化INL和DNL对运放偏移的灵敏度;与竞争倍增dac相比，这种灵敏度大大降低。图10总结了两种工作模式下运算放大器偏置的影响。注意，双极LSB的大小是单极LSB的两倍。如图10所示，运放偏置对DAC线性度的影响最小;它只是移动了端点。

放大器的输入偏置电流流经反馈电阻，增加输出偏置电压。放大器的有限直流开环增益也降低了精度。DAC增益误差与运放的开环增益和反馈因子成反比。在满量程单极模式下，反馈因子为0.5;对于16位时0.2LSB的增益误差(REF = 10V)，开环放大器增益应大于650,000。

运放的输入电压和电流噪声也限制了直流精度。噪声对精度的影响类似于电压和电流偏置，并以均方根方式增加。与任何精密应用一样，特别是对于宽带宽放大器，应该在运放输出端使用滤波器来最小化噪声带宽，以最大限度地提高分辨率。

参考表1,LT1001具有优异的直流精度、低噪声和低功耗。LT1468为需要直流精度、低噪声和快速16位稳定的应用提供了最佳解决方案。

结论:

无论系统要求在温度范围内实现真正的16位精度，LTC1597都是最佳解决方案。LTC1597具有出色的1LSB温度线性度，超低故障脉冲，片上4象限电阻，低功耗，异步清晰和通用并行接口。结合LT1468运算放大器，LTC1597提供了同类中最好的，1.7ms的稳定时间为0.0015%，同时保持极好的直流线性规格。