DAC选型指南：关键参数与类型对比分析

DAC选型指南：关键参数与类型对比分析

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_42304393/article/details/131050857

DAC（数模转换器）选型是一个涉及多个参数考量的复杂过程。从更新速率、分辨率到非线性度、精度，每个参数都直接影响着DAC的性能表现。本文以AD5444为例，详细介绍了DAC选型的关键要求，并对比分析了不同类型的DAC（电阻串型、乘法型、delta-sigma型、电流引导型、PWM型）的特点和应用场景，为读者提供全面的技术参考。

一、选型要求

以AD5444为例，以下是DAC选型时需要考虑的关键参数：

1. 更新速率：27MSPS
2. 分辨率：12 Bits
3. 接口模式和通道数：支持DSP、SPI、IIC协议，具体通道数需根据需求选择
4. 输入、输出电压范围：输入为±10 V，输出范围需根据具体型号确定
5. 微分非线性度（DNL）和积分非线性度（INL）

• DNL：-1到+2 LSB（LSB为最低有效位）
• INL：±0.5 LSB
• DNL误差为连续DAC编码的理想与实测输出响应之差。理想DAC响应的模拟输出值应严格相差一个编码(LSB)(DNL = 0)
• INL是模数转换期间的精度指标，表示实际输出电压与理论输出电压的偏差

6. 相对精度：±2 LSB
7. 建立时间（Setting Time）
8. 增益误差（Gain error）：±0.5 LSB
9. 温漂：±2 ppm FSR/℃
10. 输出漏电流（Output Leakage Current）

• ±1 nA（Data = 0x0000, TA = 25°C, IOUT1）
• ±10 nA（Data = 0x0000, TA = −40°C to +125°C, IOUT1）

11. 失真度+噪声（THD+noise）：在100Hz到100k Hz范围内，约为-80到-85dB

二、DAC类型分类

DAC主要分为以下几种类型：

1. 电阻串型DAC（R-String DAC）

• 主要由电阻和继电器实现，适用于单调型转换
• 采用模拟开关加电阻串的方式对参考输入电压进行分压
• 分辨率越高，需要的电阻器越多（2的N次方个），例如16位DAC需要65536个电阻器
• 优点：设计简单、成本低、低干扰能量、低功耗
• 缺点：高分辨率实现成本高，电阻器难以校准导致线性度不高
• 常用型号：TLV5638ID、TLV5636ID、DAC7311、DAC8411等

2. 乘法型DAC（MDAC）

• R-2R架构，以DAC7811为例
• 优点：元器件较少，线性度高，低噪声，高精度
• 可提供±1 LSB INL的卓越精度和DNL性能
• 建立时间快（小于0.3 µsec），乘法带宽大于10 MHz
• 注意：DAC电源电压必须等于或高于参考电压

3. delta-sigma型DAC

• 通过离散ΣΔ调制器实现，是ADC设计的反向设计
• 主要用于音频领域，转换精度高

4. 电流引导型DAC

• 特点：高速、高刷新率和高分辨率
• 应用领域：通信和图像处理
• 工作原理：基于CMOS或BiCMOS技术，核心是电流源阵列，典型满刻度输出电流为20mA
• 内置解码器在每次DAC刷新时刻驱动差分电流开关
• 驱动能力更强

5. PWM DAC

• 通过脉宽调制实现数模转换
• 适用于需要高分辨率和高速度的应用场景

最后，根据DAC的性能特点总结了常用场合：