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基于双12位DAC的高精度直流电压/电流源设计

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作者:1电子科技大学自动化工程学院 2成都信息工程学院 黄雷1 李云鹏2 黄建国时间:2007-01-22来源:电子设计应用收藏

摘  要:本文论述了一种通过使用双通道实现高精度直流电压源与电流源的方法,不仅兼顾了动态范围和分辨率,还节约了成本。除了理论分析外,给出了硬件设计电路图,并进行了测试,验证了该设计的可行性。
关键词:高精度;高分辨率;电压源;电流源

引言
在仪表校准中,希望直流电压源或电流源的精度与分辨率足够高,因为这是仪表能否校准好的关键所在。然而,单纯使用单个的方法不仅成本高,而且各项性能并不能得到保证,因此,本文提出了一种使用一个双通道来实现高精度源的方法,即一个通道实现高精度要求,另一个通道实现动态范围要求。这样不仅节约了成本,精度也达到了要求。

系统设计实现
设计的思路是先产生一个分辨率为0.02mV、动态范围为0~2.5V的标准电压信号Vstand,然后通过放大电路将该基本电压放大5倍,就可以得到0~12.5V、分辨率为0.1mV的直流电压,从而实现高精度的电压源。而动态范围为0~20mA、分辨率为0.001mA的高精度电流源则是通过将Vstand接到场效应管的栅极来控制其漏极电流而得到。因此,该设计中最核心的部分是标准电压信号Vstand的产生。
Vstand的产生
本设计使用的是DAC LTC1590。Vstand的产生如图1所示。


图1   基本电压信号产生示意图


D/A1、D/A2分别代表LTC1590中两个独立的、精度都为12位的DAC。参考电压都采用AD780提供的2.5V电压。
D/A1用来提供粗调电压V1。D/A2输出的电压V2经过衰减200倍后得到精调电压V2’’,中间所加的精密数字电位器起调节V2’’分辨率的作用,最后精调电压与粗调电压相加,便得到标准电压Vstand。
精密数字电位器采用的是8位256档的AD8400,设K为AD8400的调节比例(0≤K≤1),可以得到:V2‘=V2

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