電路功能與優勢

圖1所示電路是一種全功能、靈活、可編程的模擬輸出解決方案，它滿足可編程邏輯控制器(PLC)和分布式控制系統(DCS)應用的大部分要求。AD5662 低功耗（0.75 mW @ 5 V）、軌到軌輸出、16位nanoDAC? 轉換器和 AD5750工業電流/電壓輸出驅動器的基準電壓要求和輸入輸出電壓完全匹配。ADR444 低漂移（B級最大為3 ppm/°C）、高初始精度（B級最大為0.04%）和低噪聲（1.8 μV p-p典型值，0.1 Hz至10 Hz）特性，能夠同時為AD5750和AD5662提供基準電壓，確保超低噪聲、高精度、低溫漂。這種電路具有16位分辨率、無失碼、0.05%線性度和低于0.2%的總輸出誤差，提供所有典型電壓和電流輸出范圍。

該電路還具有一些支持工業應用的重要特性，如片內輸出故障檢測和保護（短路、欠壓輸出、開路電流輸出和過溫）、用于防止分組錯誤(PEC)的CRC校驗以及靈活的上電選項等，非常適合構建魯棒的工業控制系統。在大批量生產中，它無需外部精密電阻或校準程序就能保持一致的性能，因而是PLC或DCS模塊的理想選擇。

電路描述

AD5750/AD5750-1均為單通道、低成本、精密電壓/電流輸出驅動器，設計用于滿足工業過程控制應用的需要。電壓輸出范圍可以針對PLC和DCS應用的標準輸出范圍進行編程：0 V至5 V、0 V至10 V、?5 V至+5 V和?10 V至+10 V。針對標準范圍，還提供了20%的超范圍設置，由此便可得到下列選項：0 V至6 V、0 V至12 V、-6 V至+6 V和-12 V至+12 V。

電流輸出通過單獨的引腳提供，可以編程為以下范圍：4 mA至20 mA、0 mA至20 mA、?20 mA至+20 mA、0 mA至24 mA和?24 mA至+24 mA。單極性范圍具有2%的超范圍設置。由于AD5750/AD5750-1的電流輸出既可以是源電流，也可以是吸電流，因此它能與廣泛的傳感器或執行器接口。如果需要，可以將電壓和電流輸出引腳連在一起，以便將終端系統配置為單通道輸出。

AD5662 是一款單通道、低成本、低功耗、軌到軌電壓緩沖輸出的nanoDAC?器件，它能在0.75 V至VVD電源的寬基準電壓范圍內保證±1 LSB DNL，所以AD5750和AD5662可以由ADR444提供的4.096 V公共基準電壓源來供電。整個系統將受益于ADR444的超低噪聲和低溫度系數。ADR44x系列基準電壓源具有源電流和吸電流能力，非常適合驅動轉換器的基準電壓或電源輸入。AD5662還內置一個上電復位電路，確保DAC輸出上電至中間量程或零電平并保持該電平，直到執行一次有效的寫操作為止。

用于PLC和DCS應用的器件所需的ESD保護和過壓保護一般遠高于形式上的推薦要求。AD5750的各引腳內置ESD保護二極管，可以防止3 kV瞬變（人體模型）損害器件。但是，工業控制環境可能會使I/O電路遭受高得多的瞬變。EVAL-CN0202-SDPZ電路板內置外部30 V/600 W瞬變電壓抑制器(TVS)、50 mA/30 V自恢復保險絲(PolySwitch)和肖特基功率二極管，以提供更高電壓的ESD保護、50 mA過流保護和30 V過壓保護。圖1的原理示意圖未顯示可選的外部保護電路，但可以在CN0202設計支持包的詳細原理圖（EVAL-CN0202-SDPZ-SCH pdf文件）中找到： www.analog.com/CN0202-DesignSupport

本電路必須構建在具有較大面積接地層的多層電路板上。為實現最佳性能，必須采用適當的布局、接地和去耦技術（請參考 指南MT-031——“實現數據轉換器的接地并解開AGND和DGND的謎團”" 以及 指南MT-101——“去耦技術”）。

測量

對于PLC、DCS和其它過程控制系統，積分非線性(INL)、微分非線性(DNL)和輸出誤差是最重要的性能指標。AD5750具有非常靈活并且可配置的輸出范圍，可以滿足應用需要。該電路的INL、DNL和輸出誤差測量結果分別如圖2、圖3和圖4所示。數據是在25°C時在0V至5V電壓輸出模式下獲得的。所有其它范圍的測試結果如表1所列。 

表1所示測試結果是在25°C下使用EVAL-CN0202-SDPZ電路板和Agilent E3631A直流電源，利用Agilent 34401A數字萬用表測得的。

注意，客戶需要調整輸出范圍0 mA至20.4 mA和0 mA至24.5 mA，以便與0 mA至20 mA和0 mA至24 mA范圍完全匹配。0 mA至+20.4 mA范圍下的1.54% FSR輸出誤差包括增益誤差，增益誤差由客戶通過校準消除。