基于高分辨率乘法DAC的交流信号处理

提高增益
对于输出电压必须大于VIN的应用，可通过在DAC级后面增加外部放大器来提高增益；或者只需通过衰减反馈电压在单级中实现，如图 3 所示。所示近似值对R2||R3RFB。R2 和 R3 应具有相似的温度系数，但如果R2||R3 与RFB相比较小，则其无需与DAC的温度系数相匹配。

图 3. 提高乘法 DAC 的增益

正输出
要产生正电压输出，可以使用一个外部反相运算放大器电路来另外反转输入或输出。 一些乘法DAC内置非专用匹配电阻（具有跟踪温度系数），因此只需额外连接一个运算放大器（图 4 中的 A2）即可获得正输出，这个额外的运算放大器可以是一个双通道器件内的配套运算放大器。

如果要求差分输出，则需要两个额外的运算放大器。Circuits from the Lab® CN-0143 查看完整的详细信息。

图 4. 乘法DAC, VOUT = 0 to VREF。AD5415、AD5405、AD5546/AD5556、AD5547/AD5557 内置此处所示的非专用电阻

图 5. 单端-差分

稳定性问题
图 2 和图 3 中显示的一个重要元件是补偿电容（C1）。电阻梯的输出电容加上放大器的输入电容及任何杂散电容，会在开环响应中产生极点——这会在环路闭合时引起振铃或不稳定。为了补偿这一点，通常与DAC的内部RFB并联连接一个外部反馈电容C1。如果C1值过小，会在输出端产生过冲或振铃，而值过大则会过分降低系统带宽。DAC的内部输出电容随码而变化，因此C1很难确定精确值。根据以下等式可计算出其最佳近似值：

其中GBW是运算放大器的最小信号单位增益带宽乘积，CO是 DAC的输出电容。

信号调理的关键 M-DAC规格
乘法带宽：增益为–3 dB时的基准电压输入频率。对于给定器件，它与幅度和选择的补偿电容呈函数关系。图 6 所示为可以使最高12 MHz的信号相乘的电流输出DAC AD5544、AD5554或AD545x的乘法带宽坐标图。配套的低功耗运算放大器 AD8038具备350 MHz带宽， 可确保该运算放大器在此范围内不会引起明显的动态误差。

图 6. 乘法带宽

模拟总谐波失真（THD）：乘法波形信号中谐波成分的数学表达。它近似等于DAC输出的前四个谐波（V2, V3, V4,和V5）之均方根和与基波值V1（如图7所示）的对数比，计算公式如下：