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乘法 DAC (MDAC) 和其后置放大器搭建了數(shù)字到模擬世界的橋梁。MDAC 可產(chǎn)生與輸入數(shù)字代碼成比例的電流值（如圖 1 所示）。后置放大器將 DAC 的輸出電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓電平。利用 DAC、放大器和電阻進(jìn)行簡(jiǎn)單的電流-電壓轉(zhuǎn)換似乎很容易實(shí)施，然而，這個(gè)電路卻存在穩(wěn)定性方面的問(wèn)題。 圖 1 MDAC 輸出模型 (a) 有一個(gè)電流源、電阻以及電容；頻率響應(yīng)采用高 (b)、低帶寬放大器 (c)。 對(duì)于這樣的應(yīng)用而言，MDAC 的輸出模式包括可變電流源、電阻和電容（如圖 1a 所示）。輸出電阻和電容值取決于 DAC 的輸入代碼。一般來(lái)說(shuō)，將 MDAC 編程到 0 量程會(huì)導(dǎo)致輸出電阻接近無(wú)窮大。將 DAC 編程到滿量程或任意值時(shí)，輸出電阻應(yīng)等于反饋電阻 RF 值（請(qǐng)參見(jiàn)廠商產(chǎn)品說(shuō)明書）。根據(jù)內(nèi)部柵源結(jié)點(diǎn)通過(guò) MDAC 輸出的數(shù)量，DAC 的輸出電容 CD 也會(huì)隨輸入代碼而變化。在滿量程處，MDAC 的輸出電容與產(chǎn)品說(shuō)明書中的標(biāo)準(zhǔn)值一致。在 0 量程處，MDAC 的輸出電容約等于滿量程值的一半。出于穩(wěn)定性考慮，采用了滿量程時(shí) RD 和 CD 的輸出值。 放大器反饋網(wǎng)絡(luò)是二階子網(wǎng)絡(luò)。為保證精度，大多數(shù) MDAC 都有一個(gè)片上反饋電阻。反饋電容 CF 為分立電容。 最后，運(yùn)算放大器有許多規(guī)范指標(biāo)，但僅有一些規(guī)范指標(biāo)會(huì)影響 MDAC 電路的穩(wěn)定性，如：?jiǎn)挝辉鲆鎺抐U、輸入差動(dòng)電容 CDIF 以及共模電容 CCM。 在該系統(tǒng)中，放大器輸入的總電容等于 CIN="CD"+CDIF+CCM。在圖 1b 和圖 1c 中，閉環(huán)零點(diǎn)等于 f1=1/(2π(CIN+CF)(RD||RF))。閉環(huán)極點(diǎn)等于 f2=1/(2πCFRF)。 如果開(kāi)環(huán)與閉環(huán)增益曲線之間的閉合速度等于 20dB/decade，那么就能確保系統(tǒng)穩(wěn)定。為了達(dá)到這種效果，請(qǐng)選擇一款單位增益帶寬小于 f1 或大于 f2 的放大器。 如果 f1 大于放大器帶寬，則很容易設(shè)計(jì)出一款穩(wěn)定的電路： 另一方面，如果 f2 低于開(kāi)環(huán)與閉環(huán)增益曲線的交叉點(diǎn)，則使用： 利用這些反饋電容的計(jì)算值作為測(cè)試電路的出發(fā)點(diǎn)。如果出現(xiàn)電路寄生效應(yīng)，器件制造偏差等問(wèn)題，您都應(yīng)嘗試改變反饋電容值。 穩(wěn)定 MDAC 的模擬信號(hào)非常關(guān)鍵，但也要考慮放大器的噪聲、輸入偏置電流、失調(diào)電壓、MDAC 精度以及突波能量 (glitch energy) 等因素。 |
