新型16位DAC与缓冲技术：提升系统性能的关键

" DAC及其缓冲器有助于提升系统性能与简化设计" 在数字模拟转换（DAC）技术领域，设计者经常面临如何在保持高性能的同时简化系统设计的挑战。本文着重讨论了一款新型的精密16位电压开关式DAC，以及在高速互补电流输出DAC中使用的输出缓冲器，这些技术对于提升系统性能至关重要。 首先，我们来看这款16位电压开关式DAC，它的设计源于历史悠久的CMOS AD7520，该器件最初应用于反相运算放大器配置，其中IOUTA端口提供虚拟地。电压开关配置允许不发生信号反相，因此正基准电压会直接导致正输出电压。然而，当使用R-2R梯形架构时，尤其是在电压开关模式下，N沟道开关的非线性电阻可能导致积分线性度（INL）下降，从而影响性能。 为了解决这个问题，新型的高分辨率DAC如AD5541A应运而生。它采用了部分分段的R-2R梯形网络和互补开关，以在16位分辨率下实现±1-LSB的精度，并在宽温范围内保持稳定。AD5541A的突出特点是其低噪声性能（11.8nV/√Hz）和快速建立时间（约1微秒），这得益于优化的架构设计。 建立时间是衡量DAC性能的关键指标之一。图4和图5展示了乘法DAC与AD5541A的建立时间对比。在最小容性负载条件下，AD5541A的建立时间显著优于传统乘法DAC。此外，AD5541A的噪声频谱密度（见表1）在1kHz和10kHz频率点上优于乘法DAC，特别是在低频时，其优势更为明显。 积分非线性（INL）是评估DAC输出质量的另一个关键参数。在传统的乘法DAC中，NMOS开关的非线性电阻可能会影响INL。然而，AD5541A通过改进的设计降低了这一影响，实现了更优的线性性能。 输出缓冲器在高速互补电流输出DAC中起着至关重要的作用。这些缓冲器可以增强输出驱动能力，提高信号完整性，并确保信号能够无失真地传输到负载。在单电源系统中，这种性能尤为重要，因为它能够在保持高电压性能的同时控制功耗。 通过采用新型的高分辨率DAC，如AD5541A，以及优化的输出缓冲器，设计者可以提高系统的整体性能，同时简化设计流程，减少潜在的非线性问题。这样的进步不仅改善了数据转换的精度，还增强了系统的稳定性和可靠性，适应了现代电子设备对高速、低功耗和高精度的需求。