一个乘法DAC如何用于DAC以外的其他应用？
大多数数模转换器（DAC）在固定的正参考电压和输出电压或与参考电压和设定的数字码的乘积成比例的电流下工作。对于所谓的乘法数模转换器（MDAC），事实并非如此。这里，参考电压可以变化，通常在±10V的范围内。然后模拟输出可以通过参考电压和数字代码进行影响 - 在两种情况下都是动态的。
应用
通过相应的接线，模块可以输出相对于参考放大，衰减或倒置的信号。这产生了波形发生器，可编程滤波器和PGA（可编程增益放大器）等领域的应用以及必须调整偏移或增益的许多其他应用。
图1显示了带有下游放大器的AD5453 14位MDAC，可根据DAC的编程代码放大或削弱信号。
电路计算
电路的输出电压（V OUT）计算如下：
除了DAC的增益和设置代码D之外，输出电压受运算放大器电源电压的影响或限制。在所示情况下，提供±15 V电源的ADA4637-1放大器应输出±12 V的最大电压，以使其保持足够大的控制范围。增益通过电阻R 2和R 3确定：
所有电阻（R 1至R 3）应该具有相同的电阻温度系数（TCR），然而，它不一定与DAC内部电阻的TCR相同。电阻R1用于根据以下关系将DAC中的内部电阻（RFB）调整到电阻R2和R3：
必须选择电阻，使运放在最大输入电压时仍处于工作范围内（DAC可在V REF时处理±10 V ）。还应当指出的是，放大器的输入偏置电流（I BIAS）由电阻（R乘以FB + R 2 ‖[R 3），并且这对偏移电压有很大影响。基于这个原因，ADA4637-1运算放大器具有非常低的输入偏置电流和非常低的输入失调电压，符合所选的数据表。为了防止闭环控制系统中的不稳定性或所谓的振铃，将4.7 pF电容器插入I OUT和R FB之间; 这特别推荐用于快速放大器。
如前所述，放大器的失调电压乘以闭环增益。当外部电阻设置增益时，对应于数字步长的值会发生变化，此值会加到所需的值，从而产生差分非线性误差。如果它足够大，可能会导致DAC的非单调行为。为了避免这种影响，有必要选择低失调电压和低输入偏置电流的放大器。
优于其他电路
原则上，如果允许外部参考，也可以使用标准DAC，但是它们与MDAC之间有一些主要区别。标准DAC只能在参考输入端处理幅度有限的单极性电压。除幅度外，参考输入带宽非常有限。这在数据表中用乘法带宽值表示。例如，对于AD5664 16位DAC，该值为340 kHz。在参考输入端，乘法DAC可以使用双极性电压，也可以高于电源电压。带宽也高得多-通常为AD5453的12 MHz。
结论
乘法数模转换器并不是那么普遍，但它们提供了许多可能性。除了具有高带宽的自建PGA外，移动应用也是非常合适的应用，因为它们的功耗要求低于50μW。
作者：托马斯Tzscheetzsch
Thomas Tzscheetzsch于2010年加入ADI公司，担任高级现场应用工程师。从2010年到2012年，他涵盖了德国中部的区域客户群，自2012年以来，他一直在一个小客户群的关键客户团队工作。在2017年重组后，他领导着一个在CE国家的IHC集群中担任FAE经理的FAE团队。
在他职业生涯的初期，他从1992年至1998年在一家机械制造公司担任电子工程师，担任该部门的负责人。在哥廷根应用科学大学学习电气工程后，他曾在马克斯普朗克研究所从事太阳能系统研究，担任硬件设计工程师。从2004年到2010年，他在分销领域担任FAE，并与ADI公司的产品合作。