差分输出、电流模式DAC的参数和测量方法

差分输出、电流模式DAC的参数和测量方法

万用表量程设置为固定的1.2V，使用最大分辨率，得到10nV最小测量结果。切换表的量程会增大测量值的增益误差；因此，使用单电压量程可以避免其他的误差源。由于需要锁存数字输入，MAX5891还需要时钟信号。一旦连接好了万用表、时钟源、电源和数字输入控制，就可以采集线性度测量点。

　　采集所有测量点后，需要画出重建后的DAC输出传输函数。由于对每一电流源都进行了测量，很容易产生对应于所有编码的传输函数。例如，考虑器件的4个LSB。我们测量编码0x8000、0x8001、0x8002、0x8004和0x8008。对于编码0x8000，LSB计算的基准是DAC量程中部。LSB权重是在0x8001测得的电压值减去在0x8000测得的电压值。

　　在0x8001和0x8780之间测量的所有编码采用相同的公式。0x0800到0xF800的其他点是MSB电流源，以编码0x0000为基准进行计算。考虑编码0x4F31作为各种电流相加的例子。

　　首先，我们需要确定哪一测量点什么时候相加能够等于实例编码。0x4800是小于目标编码的最大MSB。从0x4F31中减去0x4800后的余数为0x0331。编码0x0300是可以减掉的次最大编码(0x8300 - 0x8000)，随后是0x0030 (0x8030 - 0x8000)，最后是0x0001 (0x8001 - 0x8000)。

　　因此，可以采用下面的等式来表示编码0x4F31的电压值：

　　[V(0x4800) - V(0x0000)] + [V(0x8300) - V(0x8000)] + [V(0x8030) - V(0x8000)] + [V(0x8001) - V(0x8000)](公式1)

　　使用相似的等式，可以计算任意给定输入编码的电压值。利用MATLAB?或Excel?软件等工具可以很容易地计算所有编码的电压，重建全部的DAC传输。

　　一旦建立了传输函数，就可以计算线性度。第一步是根据传输函数的端点计算LSB的电压值(端点法)。

　　VLSB = [V(0xFFFF) - V(0x0000)]/[2N - 1](公式2)

　　其中

　　N是器件分辨率 (16、14或者12位)

　　V(0x0000)是测得的DAC零标输出电压。

　　V(0xFFFF)是测得的DAC满幅输出电压。

　　采用下面的等式来计算任意给定编码的INL：

　　INLCODE(LSB) = [VCODE - (CODE × VLSB)]/VLSB(公式3)

　　其中

　　CODE是要计算的数字编码。

　　VLSB是公式2中计算的电压值。

　　VCODE是计算的DAC输出电压值。

　　下面的等式用于计算任意给定编码的DNL：

　　DNLCODE(LSBs) = [VCODE - VCode-1 - VLSB]/VLSB(公式4)

　　其中

　　CODE是要计算的数字编码。

　　VCODE是针对CODE计算的DAC输出电压值。

　　VCODE-1是针对CODE - 1计算的DAC输出电压值。

　　VLSB是公式2中计算的电压值。

　　以下举例说明利用MATLAB脚本计算MAX5889、MAX5890和MAX5891的线性度。每次计算都得到最小和最大DNL和INL误差编码和误差值。实例还为所有编码画出了传输函数，得到INL和DNL。要求用户输入前面表格中所列出编码的电压测量值。必须按照所列顺序输入数值。