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跨阻再次“罢工”
图 1 MDAC 输出模型 (a) 有一个电流源、电阻以及电容;频率响应采用高 (b)、低带宽放大器 (c)。
对于这样的应用而言,MDAC 的输出模式包括可变电流源、电阻和电容(如图 1a 所示)。输出电阻和电容值取决于 DAC 的输入代码。一般来说,将 MDAC 编程到 0 量程会导致输出电阻接近无穷大。将 DAC 编程到满量程或任意值时,输出电阻应等于反馈电阻 RF 值(请参见厂商产品说明书)。根据内部栅源结点通过 MDAC 输出的数量,DAC 的输出电容 CD 也会随输入代码而变化。在满量程处,MDAC 的输出电容与产品说明书中的标准值一致。在 0 量程处,MDAC 的输出电容约等于满量程值的一半。出于稳定性考虑,采用了满量程时 RD 和 CD 的输出值。
放大器反馈 网络是二阶子网络。为保证精度,大多数 MDAC 都有一个片上反馈电阻。反馈电容 CF 为分立电容。
最后,运算放大器有许多规范指标,但仅有一些规范指标会影响 MDAC 电路的稳定性,如:单位增益带宽fU、输入差动电容 CDIF 以及共模电容 CCM。
在该系统中,放大器输入的总电容等于 CIN="CD"+CDIF+CCM。在图 1b 和图 1c 中,闭环零点等于 f1=1/(2π(CIN+CF)(RD||RF))。闭环极点等于 f2=1/(2πCFRF)。
如果开环与闭环增益曲线之间的闭合速度等于 20dB/decade,那么就能确保系统稳定。为了达到这种效果,请选择一款单位增益带宽小于 f1 或大于 f2 的放大器。
如果 f1 大于放大器带宽,则很容易设计出一款稳定的电路:
另一方面,如果 f2 低于开环与闭环增益曲线的交叉点,则使用:
利用这些反馈电容的计算值作为测试电路的出发点。如果出现电路寄生效应,器件制造偏差等问题,您都应尝试改变反馈电容值。
稳定 MDAC 的模拟信号非常关键,但也要考虑放大器的噪声、输入偏置电流、失调电压、MDAC 精度以及突波能量 (glitch energy) 等因素。
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