DAC 1ppm模数转换精密仪器的设计

概述：
为了提高仪器仪表系统的精度，数模转换器的性能已经突破16位，而以前必须采用笨重、昂贵、慢速的Kelvin-Varley分压器才能达到这一性能水平。

然而，随着时间的推移，市场和技术不断发展，关于精密数模转换器的定义也已发生变化。半导体处理技 术、DAC设计和校准技术的发展使高线性度数模转换器成为可能。这种转换器不仅稳定性好、建立时间短，而且能提供优于1ppm的20位性能。这类小型IC 保证性能规格，无需校准且简单易用。

1ppm DAC的应用范围覆盖从医疗MRI系统中的梯度线圈控制到质谱测定、测试和测量应用中的精密源和定位。

性能指标

图1所示电路提供1ppm性能，其关键技术指标是积分非线性度、微分非线性度和0.1Hz至10Hz峰峰值噪声。

图1中，U1是一个具有1ppm线性度指标的20位DAC.U2是一个精密双通道放大器，用作DAC基准电压输入的驱动-检测缓冲器。U3是一个精密输出缓冲器，用于驱动负载，其关键要求与基准电压缓冲器相似，其中包括低噪声、低失调电压、低漂移和低输入偏置电流。

虽然有1ppm以下的精密元件可供使用，但构建1ppm系统并非易事，不可等闲视之。1ppm精度电路中的主要误差源为噪声、温度漂移和热电电压。