20位高精度DAC技术进展：0.1ppm/oC温漂标准实验室级解决方案

“一款温度漂移为0.1ppm/oC的标准实验室等级20位DAC是一款高精度的数模转换器，利用先进的技术实现了极低的温度漂移和高分辨率。它基于一个真正的1ppm精度的模数转换器，如LTC2400，通过数字校正环路进行连续校正，以达到20位的输出准确度。” 随着科技的发展，数模转换器（DAC）的性能不断提升。过去，12位的DAC被认为是高质量的代表，但目前16位的DAC已经成为常见的选择。本文着重介绍的是一款温度漂移仅为0.1ppm/oC的20位实验室级DAC，这是高精度仪表应用的一个显著进步。 该20位DAC的架构如图1所示，它利用了LTC2400模数转换器作为反馈组件，构建了一个闭环系统。LTC2400的低不确定性和高精度特性使得整个系统可以实现1ppm的输出准确度。系统的核心在于，主控的LTC2400模数转换器监控从属DAC的输出，通过代码比较器进行校正，确保了DAC的漂移和非线性误差被持续纠正。 环路设计的一个关键优点是，除了模数转换器及其基准电压之外，其他组件不需要额外的稳定性。此外，环路的特性还能平均低阶位的变化和抖动，消除小信号不稳定。这种设计允许使用传统的远端采样或者模数转换器直接在负载侧采样，实现数字化开尔文检测。 电路的具体实现如图2所示，从属DAC由两个部分组成：16位的“MSB DAC”处理较高的位，而“LSB DAC”处理较低的位。尽管总共有32位输入，但8位是重叠的，确保了环路在所有条件下的捕捉能力。两个DAC的输出通过运算放大器A1和A2转换为电压，然后在A3上相加。通过调整A3的增益，确保校正环路能够正确捕获和校正零点和满量程误差。 这款20位DAC凭借其创新的环路设计和高性能的模数转换器，实现了前所未有的精度和稳定性。在实验室环境中，这样的设备对于需要极高精度信号转换的应用，如测量、控制和测试系统，具有极大的价值。