高精度數/模轉換器(DAC)的溫漂

　　本應用筆記著重討論了Maxim的三端電壓基準和精密DAC。電壓基準和DAC涉及規格很多，本文僅討論與誤差估算有關的部分。

　　概述

　　理想的數/模轉換器(DAC)，其輸出電壓或電流與輸入呈理想的線性關系，不受其它外部因素(如溫度)的影響。當然，實際應用中，DAC必然會受各種外部因素的影響而出現誤差，溫度就是一個明顯因素，DAC輸出會隨溫度的變化而漂移。當用高精度DAC精確建立偏置電壓時，這一點尤為重要。我們可以校準所有靜態漂移，而隨溫度變化部分卻很難補償，溫度引起的誤差主要是：失調誤差和增益誤差。

　　本應用筆記介紹了如何確定DAC的失調誤差、增益誤差與溫度的關系，幫助設計者在設計過程中預先考慮這些誤差因素，掌握這些知識也有助于保證系統在溫度特性方面滿足規范要求。

　　失調和增益誤差

　　如上所述，很多誤差因素會影響DAC性能，比如失調誤差和增益誤差，DAC器件數據手冊的“靜態精度”參數部分顯示了這些因素的影響。圖1為MAX5134 16位、4通道DAC的規格。　　

 

　　這些參數對DAC性能意味著什么?失調誤差通常定義器件在過零點時的輸出，對于單極性輸出，該值是零碼對應的輸出，通常稱為零碼誤差;對于雙極性輸出，則定義在中間碼值對應的DAC輸出。

　　增益誤差是傳輸函數的斜率，對于MAX5134，斜率介于理論值的99.5%～100.5%之間。

　　圖2給出了失調誤差和增益誤差，注意，失調和增益誤差可以為正，也可以為負。　　

 

　　通常我們不會直接測量失調和增益誤差，如果一個單極性器件表現出負的失調誤差，零碼處的測試結果顯然不正確。因為單極性DAC通常采用單路正電源供電，DAC將無法產生負值。可以測試兩個點，然后計算得到失調和增益誤差，一個測試點靠近零碼，另一測試點靠近最大碼值，甚至位于最大碼值。對于MAX5134，可以選擇100mV和電源AVDD兩個測試點，測試條件參見圖1注釋4(注4：增益和失調測試，測試點位于100mV和AVDD，參見MAX5134數據手冊，可從Maxim網站下載)。