基于AD5542芯片的高數(shù)控恒流源電路設計
出處:henrygliet 發(fā)布于:2011-07-14 20:26:29 | 6063 次閱讀
這是一種基于AD5542設計的高數(shù)控恒流源電路,并已成功應用于陀螺和加速度計等測試中。
一、硬件電路設計
1.D/A轉換電路
AD5542是ADI公司的一款單通道、16位、串行輸入、電壓輸出數(shù)模轉換器。AD5542的各項性能參數(shù)都是很優(yōu)越,主要性能指標如表1所示。
a.采用5V單電源供電
b.具有多功能三線式接口,并且與SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP接口標準兼容
c.可提供16位性能,無須進行任何調(diào)整
d.DAC輸出不經(jīng)過緩沖,可降低功耗,并減少輸出緩沖所造成的失調(diào)誤差。
ADR433作為D/A芯片AD5542的外部基準源,其初始為0.05%、噪聲為3.75μVP-P和溫度系數(shù)為1×10-6/℃,都直接決定了D/A輸出的良好。ADR433B在基準源芯片中其性能一流,主要性能指標如表2所示。
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。其主要性能指標如表3所示。
設計的高數(shù)控恒流源的D/A轉換電路如圖2所示。
?。〝?shù)字隔離電路采用專門的磁隔芯片,在此不作介紹。)
2.V/I轉換電路
AD5542經(jīng)OP97運放輸出的是量程為±3V的電壓,加V/I變換電路后變?yōu)殡娏?,本電路所用的V/I轉換電路如圖3所示。
此電路通過外接負載形成同相比例放大電路,由深度負反饋電路可知,U7的V+約等于V-,則電流I=V-/R9,只要控制V+,就可以得到相應可控的高雙極性電流,后端接的互補推挽三極管用來輸出經(jīng)擴流后的雙極性電流。
二、印制板設計
1.AD5542的電源應使用10μF鉭電解電容和0.1μF陶瓷電容進行旁路并應盡可能靠近該器件。針對內(nèi)部邏輯開關引起的瞬態(tài)電流所導致的高頻,該0.1μF電容可提供低阻抗接地路徑。
2.基準芯片ADR433應盡量接近AD5542,增粗其輸出與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輸出的影響。
3.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。
4.時鐘和其他快速開關數(shù)字信號應遠離模擬信號。
三、測試結果
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6位半萬用表,上電后經(jīng)過4小時測試,其分辨率和均能達到16位,穩(wěn)定性也非常好。測試數(shù)據(jù)如表4所示。
四、結束語
基于AD5542芯片設計的高數(shù)控恒流源,可提供分辨率和均為16位的差分輸出電流,減小了不同系統(tǒng)由于參考地之間的差異造成的誤差,適用于測控系統(tǒng)的高測量領域。
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