CN0198 AD5755-1與AD5755;性能相近，但前者提供HART連接。 AD5755-1各通道均有一個相應(yīng)的CHARTx引腳，因此 HART信號可以耦合到其電流輸出端。 本電路使用EVAL-AD5755SDZ電路板和EVAL-SDP-CB1Z系統(tǒng)演示平臺(SDP)評估板。這兩片板具有120引腳的對接連接器，可以快速完成設(shè)置并評估電路性能。 EVAL-AD5755SDZ電路板包含待評估的電路，且SDP評估板與AD5755評估軟件一起使用，可獲取數(shù)據(jù)。 設(shè)備要求 需要以下設(shè)備： 帶USB端口和Windows? XP、Windows Vista?(32位)或Windows 7(32位)PC EVAL-AD5755SDZ電路板 EVAL-SDP-CB1Z SDP評估板 ADP2300-EVALZ評估板 AD5755評估軟件 電源：±15 V 數(shù)字萬用表(即Agilent 34401A) GPIB轉(zhuǎn)USB電纜(僅在捕捉DAC模擬數(shù)據(jù)并將其傳送到PC時才需要) 將AD5755評估軟件光盤放入PC中，加載評估軟件。打開我的電腦，找到包含評估軟件光盤的驅(qū)動器，打開 Readme文件。按照Readme文件中的說明安裝和使用評估軟件。 開始使用 將AD5755評估軟件光盤放入PC中，加載評估軟件。打開我的電腦，找到包含評估軟件光盤的驅(qū)動器，打開Readme文件。按照Readme文件中的說明安裝和使用評估軟件。 功能框圖 測試設(shè)置框圖見圖8，電路原理圖見EVAL-CN0198-SDPZ-SCH-RevX.pdf 文件。此文件位于CN0198設(shè)計支持包中。 ? Figure 8. Test Setup Block Diagram ? 設(shè)置 將EVAL-AD5755SDZ上的120引腳連接器連接到EVAL-SDP-CB1Z.上的CONA連接器。使用尼龍五金配件，通過120引腳連接器兩端的孔牢牢固定這兩片板。 在關(guān)斷電源的情況下，執(zhí)行下列操作： 將±15 V電源連接至EVAL-AD5755SDZ的J5端子板。 將15 V電源連接至ADP2300-EVALZ的輸入端。 將輸出引腳連接至EVAL-AD5755SDZ的J6連接器。 將±15 V電源連接至EVAL-AD5755SDZ的J5連接器。 SDP板附帶的USB電纜連接到PC上的USB端口。注意：此時請勿將該USB電纜連接到SDP板上的微型USB連接器。 測試 為ADP2300-EVALZ和EVAL-AD5755SDZ電源供電。 通過USB電纜將PC連接到SDP板上的微型USB連接器，并啟動評估軟件。 一旦USB通信建立，就可以使用SDP板來發(fā)送和接收來自EVAL-AD5755SDZ的數(shù)據(jù)。 有關(guān)EVAL-SDP-CB1Z的信息，請參閱 SDP用戶指南。 有關(guān)測試設(shè)置以及如何使用評估軟件來捕捉數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，請參閱 CN-0198 用戶指南。 ? 圖9. EVAL-AD5755SDZ板的照片 ? 本電路增強(qiáng)AD5755器件對壓擺率和動態(tài)電源的控制特性，建立了更為完整和穩(wěn)定的DAC解決方案。利用ADP2300部署簡易降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，本電路可提供高于普通電流值的電源電流，當(dāng)壓擺率控制AD5755的輸出時，這種功能得以應(yīng)用。 AD5755工作性能與任何將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬電流的標(biāo)準(zhǔn)DAC相似(例如， 0 mA 至20 mA, 4 mA 至24 mA, 或 0 mA 至 24 mA)，或與任何將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓輸出的標(biāo)準(zhǔn)DAC相似(例如，0 V至5 V、0 V至10 V、±5 V或±10 V)。AD5755采用SS擴(kuò)展至?26.4 V和AVDD擴(kuò)展至+33.0 V的電源供電。 功耗控制 在標(biāo)準(zhǔn)電流控制模塊或執(zhí)行器設(shè)計中，負(fù)載電阻值典型范圍為50 Ω至750 Ω，但也可低至10 Ω，或高達(dá)1 kΩ。在整個負(fù)載電阻值范圍內(nèi)，必須采用可提供足夠裕量的電源電壓，為4 mA至20 mA輸出驅(qū)動器級供電。例如，當(dāng)驅(qū)動24 mA至1 kΩ負(fù)載時，要求使用高于27 V的電源電壓，此時假定需要具有3 V的裕量。本例中由輸出驅(qū)動器產(chǎn)生的內(nèi)部封裝功耗為3 V × 24 mA = 72 mW。然而，當(dāng)使用同樣的27 V電源電壓驅(qū)動10 Ω負(fù)載時，驅(qū)動器的內(nèi)部功耗約為27 V × 24 mA= 648 mW。對于四通道DAC而言，這表示總功耗大于2.5 W。 AD5755電路對輸出電壓進(jìn)行檢測，并動態(tài)調(diào)節(jié)升壓電源電壓，使其滿足電源電壓要求的同時留有足夠的裕量。對于將24 mA輸出驅(qū)動至10 Ω而言，7.4 V的升壓電壓產(chǎn)生的內(nèi)部功耗僅為7.4 V × 24 mA = 178 mW。這表示與不進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況相比，功耗降低了將近4倍。 通過4個工作在5 V輸入電壓下的獨立DC-DC轉(zhuǎn)換器，可單獨為所有4個DAC輸出產(chǎn)生升壓電源電壓。 DC-DC轉(zhuǎn)換器 AD5755集成4個獨立的板載DC-DC轉(zhuǎn)換器，為每個獨立通道提供針對VBOOST_X 電源電壓的動態(tài)控制。圖2所示為該DC-DC電路需要的分立式元件，以下各節(jié)將介紹該電路的工作原理。 圖2. DC-DC外部電路 ? 建議在 CDCDC之后放置一個10 Ω、100 nF低通RC濾波器。雖然該器件會消耗少量電能，但會減少VBOOST_X 電源上的紋波。推薦的 LDCDC, CDCDC和DDCDC 器件值見表1。 Table 1. Discrete Components for DC to DC Converter ?Symbol ?Components ?Value ?Manufactueer ? LDCDC ?XAL4040-103 ?10 μH ?Coilcraft ? CDCDC ?GRM32ER71H475KA88L ?4.7μF ?Murata ? DDCDC ?PMEG3010BEA ?0.38VF ?NXP DC-DC轉(zhuǎn)換器工作原理 片上DC-DC轉(zhuǎn)換器采用一種恒頻、峰值電流模式控制方案，以將4.5 V至5.5 V的AVCC 輸入升壓，從而驅(qū)動AD5755輸出通道。這些器件設(shè)計用于工作電流斷續(xù)模式(DCM)，占空比小于90%(典型值)。 斷續(xù)導(dǎo)通模式是一種工作模式，其中電感電流在較大比例的開關(guān)周期內(nèi)為零。DC-DC轉(zhuǎn)換器屬于異步器件，要求采用外部肖特基二極管。 DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓 啟用通道電流輸出時，轉(zhuǎn)換器將VBOOST_X 電源調(diào)節(jié)至7.4 V (±5%)或(IOUT × RLOAD + 裕量)(取較大值)。電壓裕量值約為3 V。在電壓輸出模式下，若輸出被禁用，轉(zhuǎn)換器將把VBOOST_X電源調(diào)節(jié)至+15 V (±5%)。在電流輸出模式下，若輸出被禁用，轉(zhuǎn)換器將把BOOST_X 電源調(diào)節(jié)至7.4 V (±5%)。 在通道內(nèi)部， VOUT_X級和OUT_X級共用一個BOOST_X電源，因此OUT_X和VOUT_X級的輸出可以連在一起。 DC-DC轉(zhuǎn)換器建立時間 在電流輸出模式下，步長大于約1 V (IOUT × RLOAD) )的建立時間將以DC-DC轉(zhuǎn)換器的建立時間為主。當(dāng)IOUT_X引腳需要的電壓與順從電壓之和低于7.4 V (±5%)時除外。負(fù)載越小，建立時間越快。當(dāng)電流步長小于24mA時，建立時間也會更快。 DC-DC轉(zhuǎn)換器VMAXX功能 最大 VBOOST_X電壓在DC-DC控制寄存器中設(shè)置。達(dá)到該最大電壓時，DC-DC轉(zhuǎn)換器被禁用，VBOOST_X電壓則下降約0.4 V。當(dāng)VBOOST_X電壓下降時，DC-DC轉(zhuǎn)換器被重新啟用，電壓斜坡再次升到VMAX, (若仍有必要)。 圖3. VMAX工作原理 ? 從圖3可以看出，當(dāng)AD5755上升到VMAX 值時，狀態(tài)寄存器中的DC-DCx位置位，但當(dāng)電壓下降到VMAX ? 0.4 V時，DC-DCx位解除置位。 AVCC電源靜態(tài)電流要求 DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計用于提供此數(shù)值的VBOOST_X電壓：VBOOST = IOUT × RLOAD + Headroom 這意味著，對于固定負(fù)載和輸出電壓，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流可以通過下式計算： 其中： IOUT is the output current from IOUT_X in amps. ηVBOOST is the efficiency at VBOOST_X as a fraction. AVCC電源的壓擺電流要求 在壓擺期間，AICC 的電流要求大于靜態(tài)工作模式，這是因為輸出功率會增大，以便給DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電容充電。如果無法提供足夠的AICC電流，AVCC電壓會下降。受AVCC 下降影響，壓擺所需的AICC 電流會進(jìn)一步增加。這意味著 AVCC 端的電壓會繼續(xù)下降，VBOOST_X電壓以及輸出電壓可能永遠(yuǎn)無法達(dá)到目標(biāo)值。由于該AVCC 電壓為所有通道共用，所以這也可能會影響其他通道。. ADP2300 AVCC 電源 ADP2300和某些分立元件用于創(chuàng)建簡單的5 V電軌，滿足AD5755如前所述的電源電流要求。通過輸出電壓與FB引腳之間的一個電阻分壓器(見圖4)，可從外部設(shè)置輸出電壓。 圖4. ADP2300典型應(yīng)用(ADP2300評估板) ? 所有測試數(shù)據(jù)均來自EVAL-AD5755SDZ, EVAL-SDP-CB1Z, 和 ADP2300-EVALZ板。使用使用ADP2300的系統(tǒng)積分非線性(INL)、差分非線性(DNL)和總非調(diào)整誤差(TUE)分別見圖5、圖6和圖7。AD5755升壓調(diào)節(jié)器在所有測量過程中均處于工作狀態(tài)。 該系統(tǒng)的完整文檔位于CN0198設(shè)計支持包中。 圖5. 電壓輸出的INL ? 圖6. 電壓輸出的DNL ? 圖7. TUE for Voltage Outputs ? CN0198 用于動態(tài)電源控制型DAC的高瞬態(tài)電流5 V穩(wěn)壓器 CN0198 | circuit note and reference circuit info 用于動態(tài)電源控制型DAC的高瞬態(tài)電流5 V穩(wěn)壓器 | Analog Devices 圖1中的電路可為基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器的4 mA至20 mA輸出電路提供獨特的節(jié)能解決方案。為了能對10 Ω和1000 Ω之間的典型阻性負(fù)載提供足夠的裕量，傳統(tǒng)的4 mA至20 mA輸出驅(qū)動器級必須至少能在20 V(加上一些額外裕量)的電壓下工作，以便提供足夠的電壓，驅(qū)動高數(shù)值的阻性負(fù)載。然而，對于低數(shù)值的阻性負(fù)載，固定的高電源電壓值會導(dǎo)致極高的內(nèi)部功耗，不僅影響DAC精度，更需采用額外的散熱手段。 四通道、16位DACAD5755集成4個獨立的高效內(nèi)部DC-DC轉(zhuǎn)換器，能夠根據(jù)4 mA至20 mA驅(qū)動器的實際輸出電壓檢測值，以動態(tài)可調(diào)節(jié)的升壓驅(qū)動4個輸出級。無論負(fù)載電阻多大，升壓電路都可在輸出級保持?jǐn)?shù)伏的裕量；對于輸入10 Omega;負(fù)載的24 mA輸出電流而言，可降低大約4倍的最大內(nèi)部功耗。 內(nèi)部DC-DC轉(zhuǎn)換器需要一個外部5 V電源供電，當(dāng)DAC以滿量程壓擺率輸出時，轉(zhuǎn)換器將消耗大量電流?；贏DP2300的高效率外部DC-DC轉(zhuǎn)換器電路采用15 V電源驅(qū)動，并提供5V電壓輸出。ADP2300具有針對高達(dá)800 mA大電流階躍的出色瞬態(tài)響應(yīng)性能，可確保升壓轉(zhuǎn)換器的正常工作，而無需使用5 V獨立電源。 整個電路采用±15 V電源供電，允許DAC提供范圍涵蓋工業(yè)信號電平的最高±10 V電壓輸出以及4 mA至20 mA的電流輸出。本器件組合是一款低成本、高能效解決方案，最大程度減少了所需的外部器件數(shù)目，并保證各種負(fù)載條件下的16位性能。 圖1. 電源方案經(jīng)修改后的電流和電壓輸出型DAC(原理示意圖：未顯示所有連接和去耦) ? CN0198 圖1中的電路可為基于數(shù)模轉(zhuǎn)換器的4 mA至20 mA輸出電路 提供獨特的節(jié)能解決方案。為了能對10 Ω和1000 Ω之間的 典型阻性負(fù)載提供足夠的裕量，傳統(tǒng)的4 mA至20 mA輸出驅(qū)動器級必須至少能在20 V(加上一些額外裕量)的電壓下工 作，以便提供足夠的電壓，驅(qū)動高數(shù)值的阻性負(fù)載。然

• 四通道16位4mA至20mA電壓輸出DAC
• 動態(tài)功率控制
• 外部5V穩(wěn)壓器

(analog)