设计要点 448：采用 TSOT-23 封装的 12 位 DAC 包括双向 REF 引脚以连接运算放大器或外部高精度基准

引言

事实证明，在纤巧型SC-70封装中集成一个12位DAC和低漂移集成基准的LTC2630受到了众多应用的欢迎。两款新型DAC (LTC2631和LTC2640)采用了这种成功模式，并通过在纤巧型TSOT-23封装中增加一个双向REF引脚和一个任选的I²C接口再进一步扩展了其适用范围。

与凌力尔特先前推出的同类产品一样，这些器件也具有1位INL和DNL，提供了卓越的负载调节性能，可驱动高达10mA的负载，并能够执行轨至轨操作。可选项列表请见表1。

采用REF引脚的应用

双向REF引脚可被用作一个输出， 这里，准确度达10ppm/°C的基准可供应用电路的其馀部分使用，或者，它也可用作外部基准的一个输入。

如欲把REF配置为一个输出，只需将REF_ SEL引脚连接至高电平即可。作为一个输出，REF引脚简化了DAC与一个运算放大器的配对。例如，为了实现一个以0V为中心的输出范围，可驱动运算放大器的正输入(REF引脚与负输入相连)。应避免向REF引脚施加DC电流负载，而是采用一个LTC2054或相似的精准运算放大器来缓冲其500Ω输出。

LT1991精准运算放大器非常适合于对DAC输出进行放大或衰减，以实现某种期望的输出范围，因为它不需要使用精准的外部电阻器。其集成、精准电阻器的四配精度达0.04%，因而能够利用简单的引脚搭接来设定增益(产品的数据表提供了多种增益选项)。图1示出了针对差分增益=4的配置，该配置产生了一个+5V输出和I²C控制下的12位可编程性。积分非线性(如图2所示)优于1LSB。

图3示出了一个采用相似配置的负输出系统，这次，LT1991被配置成一个具-0.25增益的反相放大器。REF引脚上的0.1μF电容器进一步降低了已经很低的DAC噪声(降幅高达20%)。

对于那些在全标度要求更高准确度的应用，可使LTC2631和LTC2640参考于一个外部电源。图4示出了具体的方法(采用一个准确度达0.05%的LT1790低压差基准)。把REF_SEL引脚连接至低电平将把REF引脚配置成一个基准输入。如果需要复位至零，则可替换一个LTC2640-LZ12。(对于该选项，引脚8被重新用作一个CLR引脚，而且在上电时，外部基准模式必须在代码从零改变之前运用软件命令进行选择。)

如图5所示，REF引脚使得LTC2631和LTC2640能够与另一个器件共用其全标度范围。一个16位LTC2453 ADC和LTC2631 DAC参考于相同的5V全标度。该电路允许在计算机的控制之下把多种可能的转移函数应用于一个输入。采用这种方式能够容易地实现诸如平方和平方根等函数，或者诸如积分或比例-积分-微分(PID)控制等时间相关函数，从而造就了一款比纯模拟电路简单得多和更加稳定的电路。

结论

LTC2631和LTC2640给LTC具集成基准的12位、10位和8位DAC系列增加了I²C功能和一个双向REF引脚。对于那些需要一个修正输出范围的应用，具内部精准电阻器的LT1991运算放大器是一款理想的配套器件。

作者

Mark Thoren

Mark Thoren于2001年加入凌力尔特（现为ADI公司的一部分），担任应用工程师，负责精密数据转换器支持工作。在此期间，他曾担任与混合信号应用相关的多个职位，包括开发评估系统、培训、刊发技术资料，以及提供客户支持。Mark现在是ADI公司系统开发团队的一名系统工程师，负责开发参考设计和ADI大学计划。Mark拥有缅因大学奥罗诺分校颁发的农业机械工程学士学位和电子工程硕士学位。

Troy Seman

Troy Seman从2002年至2006年是凌力尔特公司混合信号部门的高级设计工程师。获得俄亥俄州立大学电气工程学士学位后，他还在德州仪器和IBM微电子部门担任过IC设计人员。

Kevin Wrenner

Kevin Wrenner自2002年以来一直担任ADI和凌力尔特公司的IC设计人员。他获得康奈尔大学电气工程学士学位和工程硕士学位。Kevin特别喜欢数字管以及动手实践。