构建块DAC：系统思考方法

大家好，欢迎观看！ 在本视频中，我们将了解 精密DAC如何在不同电路上使用， 以及如何确定DAC 对于给定设备或子系统的适用性。 在这里，我们将展示标准模拟信号链， 它是数据信号路径中的DAC， 可用于信号生成、执行器控制 或低频和中频系统中的 其他编程[听不清]应用。 除了这个应用关键DAC， 精密DAC还可用于监控和辅助 信号路径。 从这张图中可以看到这一点并不是很明显。 在中心处，DAC可用于偏置和线性化。 然后对于信号调理电路， DAC可以在增益控制和电流输出的偏移中 找到应用。 DAC可用于输入级的 测试模式生成和校准。 它也可以作为主信号路径中 ADC和DAC的可编程参考应用。 MDAC可以作为精密振荡器的 可编程电阻器。 在输出级，DAC可用于放大器偏置 和偏移增益调整。 对于电源，DAC可 用于提供用于监视和保护的 参考电压。 任何系统都可以描述为反馈控制 回路或其子集。 这里我们展示了一个包含所有模拟组件的 反馈控制回路。 如图所示，反馈回路 通过将感测到的参数与设定值进行比较后 将控制参数反馈给控制器， 以此控制过程参数。 控制器因过程的输入参数而异， 以实现期望的设定点。 这通常称为直接信号路径。 让我们分析DAC在每个功能中 使用时所需的功能要求。 当DAC用作[听不清]设定点时， 它直接需要系统的精度， 因此这些DAC需要具有更高的精度 和更高的分辨率。 高精度，我们指的是高线性度或[听不清] 和低偏移和增益误差。 这种设定点电路的示例 包括可编程参考、参考信号生成、 测试模式生成或位置负载。 这些电路将用于[听不清]设备， 如存储器和半导体测试设备、 电池测试设备和其他测试方法设备。 在传感器反馈路径中，DAC 可以用作电压或电流变送器， 例如现场变送器[听不清]自动化 和控制。 反馈路径也决定了系统的准确性。 因此，该电路中使用的DAC需要 具有高精度和高分辨率。 控制器区块根据设定点和 反馈信号定义的误差信号 改变控制参数。 高分辨率控制器块 定义了如何精确控制参数 的方法。 该电路中使用的DAC需要具有高分辨率 和单调性。 单调性需要线性地 操作反馈。 适用于这种应用的示例终端设备， 包括电机驱动和服务器控制、激光标记器、 气体分析仪、电子束光刻、PLC 除直接信号路径外， 系统还需要许多监控和辅助 功能。 一项这样的功能是控制回路中的前馈路径。 该功能块[听不清] 控制器操作系统的线性范围。 在模拟术语中，这称为偏置。 示例电路包括LED和激光偏置、[听不清]、 放大器偏置等。 这些电路可用于各种终端设备， 如多功能打印机、电子销售点、 货币柜台等。 低精度和低分辨率DAC 适用于此类功能。 精密系统所需的另一个辅助功能 是校准。 精密DAC在这些电路中具有重要应用。 根据系统的性质， 在单个组件级别或系统级别 需要校准功能。 校准功能中的DAC需要具有高精度， 但通常要求低分辨率。 系统中最后但重要的功能 是保护。 DAC用于在生产电路中生成 可编程阈值信号。 通常，在这些功能中使用 低精度和低分辨率DAC。 如前所述，模拟信号链 具有直接信号路径和多个辅助信号 路径。 我们还研究了信号链的控制[听不清]， 并了解DAC的要求是如何根据 它是否在反馈回路内而改变的。 收集所有这些信息，我们 总结了DAC应用 分为三大类 - 偏置和校准，信号生成和控制。 特定的终端设备并不总是显而易见的 在辅助功能块中需要DAC， 因为设计师一般都比较关注 DAC位于主信号路径之外。 我们在这里展示的应用类别 通常会列出终端设备 有这些辅助电路。 DAC功能和功能集 每种应用所需的都是不同的。 此幻灯片显示了如何选择合适的精密DAC部件 数量基于高级系统要求。 偏置和校准应用 需要低分辨率和[INAUDIBLE]精度DAC。 很多时候，使用这种电路 便携式和电池供电系统或高密度 子系统。 通常这些应用具有约束 在尺寸，成本和功率上。 通用DAC最适合偏置应用 高性能DAC适用于校准 应用。 TUE可能是用于校准的DAC中的关键参数。 除了高线性度和分辨率之外， 信号发生应用的关键要求是THD、干扰， 有时还有噪声。 它们通常需要高更新速率和低稳定 时间，以用于更高频率[听不清]生成。 如前所述，控制应用 需要单调性和高分辨率。 一般来说，TA DAC保证了单调性。 除DC规格外， 许多控制应用需要低毛刺， 快速稳定和低噪音。 例如，激光标记需要 1微秒量级的稳定时间， 具有低[听不清]干扰能量， 因此电机不是很需要稳定。 另一方面，[听不清]控制等应用 需要超低噪音。 通常，如果辅助功能没有 [听不清]精密DAC，则客户 需使用替代解决方案，这些通常是手动 或数字[听不清]仪表、[听不清] 调制器或PWM [听不清]电压或 集成在其中的DAC系统的微控制器。 在这里，我们衡量三种替代方案的 优缺点。 [听不清]或DPOT类似于精密DAC， 只是它只有电阻串而没有输出 放大器。 电阻值可以数字编程，因此 在DPOT [听不清]应用和可编程增益电路中， 它使用简单，但精度低， 温度漂移高。 下一种替代技术是脉冲宽度调制 或PWM. PWM的优点是它可以在软件中实现， 并且接受PWM输入的负载电路 不需要硬件。 但是，对于模拟负载电路， PWM需要外部滤波器。 此外，总是存在 对相邻电路和其他EMI问题的干扰的可能性。 用PWM实现高精度是非常困难的。 PWM最适用于开关电源转换器， 其中功率效率是关键问题。 现在让我们看看 与微控制器集成的DAC。 这些DAC易于实现，无需 很多外部组件。 它们的合理精度 也适用于通用应用。 但是，一旦选择了这种架构， 微控制器的选择就会受到限制。 在PCB上放置数字和模拟电路 也变得具有挑战性。 此外，很难将解决方案扩展到多通道应用 到多渠道应用。 微控制器集成DAC 主要适用于需要紧凑型解决方案的