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DAC与数字电位器在我的应用中选择哪种合适

发布时间:2020-06-30 22:23:14 阅读: 来源:罗茨泵厂家

摘要:本应用笔记对数/模转换器(DAC)和数字电位进行了对比,传统的数字电位器用于替代机械电位器。随着分辨率的提高和功能的增多,数字电位器也可用来取代一些传统的DAC应用。另外,传统的DAC与数字电位器相比尺寸较大,价格较高。然而,随着DAC价格的降低、封装尺寸的减小,DAC也可用来取代数字电位器的使用。

本文引用地址:概述利用数字输入控制微调模拟输出有两种选择:数字电位器(pot)和数/模转换器(DAC),两者均采用数字输入控制模拟输出。通过数字电位器可以调整模拟电压;通过DAC既可以调整电流、也可以调整电压。电位器有三个模拟连接端:高端、抽头端(或模拟输出)和低端(见图1a)。DAC具有队应的三个端点:高端对应于正基准电压,抽头端对应于DAC输出,低端则可能对应于接地端或负基准电压端(见图1b)。图1. DAC通常包含一个输出缓冲器,数字电位器则不然。传统的数字电位器用于替代简单的机械式电位器(详细信息请参考应用笔记3417:Digital Potentiometers Replace Mechanical Pots。随着数字电位器分辨率的提高,功能的增多,一些传统的DAC应用也开始由数字电位器替代。DAC和数字电位器存在一些明显区别,最明显的差异是DAC通常包括一个输出放大器/缓冲器,而数字电位器却没有。大部分数字电位器需要借助外部缓冲器驱动低阻负载。有些应用中,用户可以轻易地在DAC和数字电位器之间做出选择;而有些应用中两者都能满足需求。本文对DAC和数字电位器进行了比较,便于用户做出最恰当的选择。

DAC的基本特点和优势DAC通常采用电阻串结构或R-2R阶梯架构,使用电阻串时,DAC输入控制着一组开关,这些开关通过匹配的一系列电阻对基准电压分压。对于DAC R-2R阶梯架构,通过切换每个电阻对正基准电压进行分压,从而产生受控电流。该电流送入输出放大器,电压输出DAC将此电流转换成电压输出,电流输出DAC则将R-2R阶梯电流通过放大器缓冲后输出。如果选择DAC,还要考虑具体指标,如串口/并口、分辨率、输入通道数、电流/电压输出、成本以及相对精度等。DAC的通信接口可以是串口和并口,串行接口顺序发送数据,通过一条输入或输出线一位接着一位地传输。并行接口通是发送所有的数据位,每一位需要独立的引脚/连接点。串行接口通常分为两种类型:3线(SPI™、QSPI™或MICROWIRE™兼容)或2线(I²C)。一些3线接口包含数字输出线,称为4线接口。为简单起见,本文将其统称为3线接口。对于注重速度的系统,可以选用并行接口;如果注重成本和尺寸,则可选用3线或2线串口,这种器件引脚数较少,可显著降低成本,而且,有些3线接口能达到26MHz的通信速率,2线接口能够达到3.4MHz的速率。对于需要多个DAC级联的应用可以选择3线串行接口,3线和2线接口都可以读回写入DAC的数据。读回数据是DAC相对于数字电位器的另一个优势。DAC的另一个指标是分辨率,16位或18位DAC可以提供微伏级控制。例如,一个18位、2.5V基准的DAC,每个最低有效位(LSB)对应于9.54µV,高分辨率对于工业控制(如机器人、发动机等产品)极为重要。目前,数字电位器能够提供的最高分辨率是10位或1024抽头。DAC的另一个优势是能够在单芯片内集成多路转换器,例如,MAX5733内置32路DAC,每路都能提供16位的分辨率。当前的数字电位器最多只能提供6个通道,如DS3930是少数几款单芯片6通道电位器中的一款。DAC通过R-2R阶梯或电阻串、输出放大器和MOSFET提供电流或电压输出驱动,DAC与数字电位器最明显的差别是DAC的输出放大器,输出放大器允许DAC驱动低阻负载,但到目前为止,很少有电位器提供输出放大器。DAC能够源出或吸入电流,为设计者提供更大的灵活性。例如,MAX5550 10位DAC通过内部放大器、p沟道MOSFET和上拉电阻能够提供高达30mA的输出驱动。而MAX5547 10位DAC配合放大器、n沟道MOSFET和下拉电阻可以提供3.6mA的吸电流。除电流输出外,一些DAC还可以与外部放大器连接提供额外的输出控制。后一种DAC也成为加载/感应DAC。因为DAC通常内置放大器,成本要高于数字电位器。但随着新型DAC尺寸的缩小,成本差异也越来越小。

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