跨阻再次“罷工”

乘法 DAC (MDAC) 和其后置放大器搭建了數(shù)字到模擬世界的橋梁。MDAC 可產(chǎn)生與輸入數(shù)字代碼成比例的電流值（如圖 1 所示）。后置放大器將 DAC 的輸出電流信號轉(zhuǎn)換為電壓電平。利用 DAC、放大器和電阻進(jìn)行簡單的電流-電壓轉(zhuǎn)換似乎很容易實施，然而，這個電路卻存在穩(wěn)定性方面的問題。

圖 1 MDAC 輸出模型 (a) 有一個電流源、電阻以及電容；頻率響應(yīng)采用高 (b)、低帶寬放大器 (c)。

對于這樣的應(yīng)用而言，MDAC 的輸出模式包括可變電流源、電阻和電容（如圖 1a 所示）。輸出電阻和電容值取決于 DAC 的輸入代碼。一般來說，將 MDAC 編程到 0 量程會導(dǎo)致輸出電阻接近無窮大。將 DAC 編程到滿量程或任意值時，輸出電阻應(yīng)等于反饋電阻 R_F 值（請參見廠商產(chǎn)品說明書）。根據(jù)內(nèi)部柵源結(jié)點通過 MDAC 輸出的數(shù)量，DAC 的輸出電容 C_D 也會隨輸入代碼而變化。在滿量程處，MDAC 的輸出電容與產(chǎn)品說明書中的標(biāo)準(zhǔn)值一致。在 0 量程處，MDAC 的輸出電容約等于滿量程值的一半。出于穩(wěn)定性考慮，采用了滿量程時 R_D 和 C_D 的輸出值。

放大器反饋 網(wǎng)絡(luò)是二階子網(wǎng)絡(luò)。為保證精度，大多數(shù) MDAC 都有一個片上反饋電阻。反饋電容 C_F 為分立電容。

最后，運(yùn)算放大器有許多規(guī)范指標(biāo)，但僅有一些規(guī)范指標(biāo)會影響 MDAC 電路的穩(wěn)定性，如：單位增益帶寬f_U、輸入差動電容 C_DIF 以及共模電容 C_CM。

在該系統(tǒng)中，放大器輸入的總電容等于 C_IN="C_D"+C_DIF+C_CM。在圖 1b 和圖 1c 中，閉環(huán)零點等于 f₁=1/(2π(C_IN+C_F)(R_D||R_F))。閉環(huán)極點等于 f₂=1/(2πC_FRF)。

如果開環(huán)與閉環(huán)增益曲線之間的閉合速度等于 20dB/decade，那么就能確保系統(tǒng)穩(wěn)定。為了達(dá)到這種效果，請選擇一款單位增益帶寬小于 f₁ 或大于 f₂ 的放大器。

如果 f₁ 大于放大器帶寬，則很容易設(shè)計出一款穩(wěn)定的電路：

另一方面，如果 f₂ 低于開環(huán)與閉環(huán)增益曲線的交叉點，則使用：

利用這些反饋電容的計算值作為測試電路的出發(fā)點。如果出現(xiàn)電路寄生效應(yīng)，器件制造偏差等問題，您都應(yīng)嘗試改變反饋電容值。

穩(wěn)定 MDAC 的模擬信號非常關(guān)鍵，但也要考慮放大器的噪聲、輸入偏置電流、失調(diào)電壓、MDAC 精度以及突波能量 (glitch energy) 等因素。