基于AD5542的高精度数控恒流源设计

随着电子技术向各个领域的渗透，许多场合，尤其是高精度测控系统需要高精度、高稳定性的数控恒流源。数控恒流源主要由D/A来控制电流输出大小，恒流源的分辨率、精度、稳定性主要取决于D/A芯片及其外围电路，因此要达到高精度、高稳定性的恒流源，必须在选器件上慎重考虑。本文给出了一种基于AD5542设计的高精度数控恒流源电路，并已成功应用于陀螺和加速度计等测试中。

基本原理
该高精度数控恒流源的结构原理框图如图1所示，它由总线端、数字隔离电路、D/A转换电路、V/I转换电路组成，D/A采用16位芯片AD5542，V/I转换电路采用了高精度运放OP97和三极管来实现。

图1 高精度数控恒流源的结构原理框图

硬件电路设计
1 D/A转换电路
数字隔离电路采用专门的磁隔芯片，在此不作介绍。AD5542是ADI公司的一款单通道、16位、串行输入、电压输出数模转换器，采用5V单电源供电。采用多功能三线式接口，并且与SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP接口标准兼容。可提供16位性能，无须进行任何调整。DAC输出不经过缓冲，可降低功耗，并减少输出缓冲所造成的失调误差。AD5542的主要性能指标如表1所示。

从表1中可以看出，AD5542的各项性能参数都是很优越的。设计的高精度数控恒流源的D/A转换电路如图2所示。

图2 高精度数控恒流源的D/A转换电路

ADR433作为D/A芯片AD5542的外部基准源，其初始精度、噪声和温度系数直接决定了D/A输出的精度。ADR433B主要性能指标如表2所示。

由表2可知，ADR433B的初始精度为0.05%，噪声为3.75μVP-P,温度系数为1×10-6/℃，在基准源芯片中其性能也是一流的。