乘法数模转换器的应用与电路计算
您也许知道，某些dac包含可在输出端生成基准电压的r2r网络。这些电阻都是精密电阻。它们通常用来根据发送到dac的数字值切换电流，从而在输出放大器端产生一个电压。采用乘法dac时，并未集成输出放大器。这就有可能实现某些非常规应用，并将r2r网络用作一个电阻。
大多数 dac 采用固定的正基准电压工作，输出电压或电流与基准电压和设定的数字码的乘积成比例。而对于所谓的乘法数模转换器（mdac），情况并非如此，其基准电压可以变化，变化范围通常是±10v。因此，通过基准电压和数字码可以影响模拟输出（在这两种情况下都是动态的）。
应用
借助相应的接线，模块可以输出放大、衰减或反转的信号（相对于基准信号而言）。因此，其应用领域包括波形发生器、可编程滤波器和 pga（可编程增益放大器），以及其他必须调整失调或增益的很多应用。
图1. 具有可变增益的电路(pga)
图1显示了一个带下游放大器的 14 位 mdac ad5453 ，放大器可根据dac 的编程数字码放大或削弱信号。
电路计算
该电路的输出电压 (vout) 计算如下：
除了增益和 dac 的设定数字码 d 之外，输出电压还受运算放大器电源电压的影响或限制。在所示情况下， ada4637-1 放大器的电源电压为±15 v 电压，应输出 ±12v 的最大电压，因此其控制范围足够大。增益由电阻 r2 和 r3 确定：
所有电阻（r1至r3）应具有相同的电阻温度系数 (tcr)，但不一定要与dac 内部电阻的 tcr 相同。电阻 r1 用于根据 r 2和 r3 及以下关系调整 dac 内部电阻 (rfb)：
选择电阻时，必须确保运算放大器在最大输入电压时仍处于工作范围内（ dac 可以在 vref 下处理 ±10 v）。还应注意，放大器的输入偏置电流 (ibias) 会被电阻( rfb + r2|| r3)放大，这对失调电压有相当大的影响。选择具有超低输入偏置电流和超低输入失调电压（依据数据手册）的运算放大器 ada4637-1 正是基于这个原因。为了防止闭环控制系统不稳定或所谓的响铃振荡，在 iout 和 rfb 之间插入 4.7 pf 电容；特别推荐将这一做法用于快速放大器。
如前所述，放大器的失调电压会被闭环增益放大。当设置增益的外部电阻发生改变，变化值对应于数字步长时，此值会增加到期望值上，产生微分非线性误差。如果它足够大，可能会导致dac行为非单调。为避免这种效应，有必要选择低失调电压和低输入偏置电流的放大器。
相比其他电路的优势
原则上，如果允许使用外部基准电压源，那么也可以使用标准 dac，不过标准 dac 与 mdac 之间有一些重大区别。标准 dac 的基准输入只能处理幅度有限的单极性电压。除幅度外，基准输入带宽也非常有限。这在数据手册中用乘法带宽值表示。以 ad5664 16位 dac 为例，该值为 340 khz。乘法 dac 的基准输入可以使用双极性电压，其也可以高于电源电压。带宽同样高得多—— ad5453 的典型带宽为 12 mhz。
结语
乘法数模转换器的使用不是那么广泛，但其提供了许多可能性。除了高带宽的自制 pga 以外，移动应用也是非常合适的应用，因为其功耗要求低于 50 μw。
ad5453
乘法带宽：12 mhz
积分非线性(inl)：±0.25 lsb（8位）
8引脚tsot和msop封装
电源电压：2.5 v至5.5 v
引脚兼容的8/10/12/14位电流输出dac
±10 v基准电压输入
50 mhz串行接口
更新速率：2.7 msps
扩展的温度范围：–40°c至+125°c
四象限乘法
上电复位，具有掉电检测功能
功耗：<0.4 µa（典型值）
保证单调性
通过汽车应用认证
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电路计算
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除了增益和 dac 的设定数字码 d 之外，输出电压还受运算放大器电源电压的影响或限制。在所示情况下， ada4637-1 放大器的电源电压为±15 v 电压，应输出 ±12v 的最大电压，因此其控制范围足够大。增益由电阻 r2 和 r3 确定：
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结语
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ad5453
乘法带宽：12 mhz
积分非线性(inl)：±0.25 lsb（8位）
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更新速率：2.7 msps
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