16位单电源缓冲电压输出数模转换，积分和微分非线性误差小于±1 LSB 放大器, 电源

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关键字：单电源缓冲电压   数模转换   非线性误差  
电路功能与优势
图1所示电路是一款完整的单电源16位缓冲电压输出DAC，它利用一个CMOS DAC和一个无交越失真的创新放大器将积分和微分非线性误差保持在±1 LSB。大多数轨到轨运算放大器都有交越非线性误差，其在16位系统中可能高达4到5个LSB，而本电路消除了这一误差。

这款业界领先的解决方案非常适合需要紧凑型、单电源、低成本、高线性度16位缓冲电压源的工业过程控制和仪器仪表应用。采用6 V单电源供电时，三个有源器件的总功耗典型值小于25 mW。



图1. ±1 LSB线性16位缓冲电压输出DAC（原理示意图，未显示去耦和所有连接）


电路描述

图1显示该单电源信号链由基准电压源、数模转换器(DAC)和DAC缓冲器组成。DAC的基准电压等于电源电压VDD，以便最大程度地提高动态输出范围和信噪比。这种配置需要一个轨到轨输入和输出缓冲放大器。

DAC为AD5541A，它是一款16位、串行输入、电压输出、分段式R/2R CMOS DAC。DAC的输出电压与基准电压相关，如下式所示：




这样，在中间电平时VOUT为2.5 V，在满量程时VOUT为5 V。
LSB大小为5 V/65,536 = 76.3 uV。
16位时，1 LSB也相当于满量程的0.0015%，或者15 ppm FS。