可同时用于电压/电流输出DAC的差分驱动器
电路功能与优势
采用单端信号走线时，来自信号源的一条导线贯穿于整个系统，直至数据采集接口。所测量的电压为信号与地的差值。遗憾的是，因为接地阻抗不可能绝对为0，所以“地”在不同的地方可能具有不同的电平。这样，使用单端信号走线就可能导致误差，特别是当信号走线较长，且地电流含有较大数字瞬变时。单端信号走线对噪声拾取敏感，因为它会起到天线的作用，拾取电活动的噪声。对于单端输入，无法区分信号与干扰噪声，大部分接地和噪声问题都通过差分信号技术来解决。
采用差分信号走线时，两条信号线从信号源接到数据采集接口，这就可以解决单端连接所引起的上述问题。发送接地层与接收接地层之间的噪声充当一个共模信号，因而得以大大衰减。使用双绞线会使噪声拾取表现为共模信号，它在接收端也会大大衰减。差分传输还有一个优势，即差分信号的幅度是等效单端信号的两倍，因此噪声抗扰度更高。
本文所述电路是一个差分驱动器；经过调整后，它既可用于电压输出dac，也可用于电流输出dac。该驱动器基于双通道运算放大器ad8042，配置为交叉耦合差分驱动器。ad8042具有一个轨到轨输出级和一个输入级，输出级在任一电源轨的30 mv范围内工作，输入级则可在负电源（本电路中为地）以下200 mv和正电源的1 v范围内工作。此外，ad8042具有160 mhz带宽和快速建立时间，堪称输出驱动器的理想选择。
电压输出dac为nanodac?系列的12位ad5620ad5443，它采用10引脚msop封装。
针对从工业cmos dac产生差分信号的应用，这两个电路代表一种高性价比、低功耗、小尺寸解决方案。两个电路均采用+5 v单电源供电。
图1. 用于电压输出dac ad5620的差分驱动器
电路描述
图1所示电路采用+5 v单电源供电，并使用电压输出dac ad5620。dac的输入由一个spi端口控制。dac的输出摆幅为0 v至+5 v。dac片内基准电压源(+2.5 v)用来设置ad8042差分驱动器电路的共模电压。该基准电压源的温度系数为5 ppm/°c。v?端的输出是以+2.5 v共模电压为中心的反向dac输出。反馈网络和u2-b迫使v+端的电压与v?端的电压相位相差180°。该驱动器输入端和输出端的波形如图2所示。差分输出限制在各电源轨的大约30 mv范围内；因此，如果dac在这些区间工作，将会发生一定的削波。
图2. 图1电路在100 ksps更新速率时的vin、v+和v−
图3所示电路也采用+5 v单电源供电，并使用电流输出dac ad5443，其iout2引脚接+2.5 v，vref引脚接地。4.096 v精密基准电压源adr444 和一个分压器网络，用来产生该dac iout2引脚所用的+2.5 v电压以及输出驱动器级所用的+3.75 v共模电压。
图3. 用于电流输出dac ad5443的差分驱动器
在这些条件下，u2-a的输出摆幅为+2.5 v至+5 v。该驱动器的差分输出限制在正电源轨的大约30 mv范围内；因此，如果dac在该区间工作，将会发生一定的削波。图4显示图3的输出驱动器级对应的输入和输出波形。
图4. 图3电路在100 ksps更新速率时的vin、v+和v−
该单端差分转换器级的带宽典型值为10 mhz。不过，最大输出频率由dac更新速率控制，ad5620为125 ksps，ad5443为2.5 msps。根据采样原理，最大输出频率约为最大更新速率的三分之一。
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本文所述电路是一个差分驱动器；经过调整后，它既可用于电压输出dac，也可用于电流输出dac。该驱动器基于双通道运算放大器ad8042，配置为交叉耦合差分驱动器。ad8042具有一个轨到轨输出级和一个输入级，输出级在任一电源轨的30 mv范围内工作，输入级则可在负电源（本电路中为地）以下200 mv和正电源的1 v范围内工作。此外，ad8042具有160 mhz带宽和快速建立时间，堪称输出驱动器的理想选择。
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图1. 用于电压输出dac ad5620的差分驱动器
电路描述
图1所示电路采用+5 v单电源供电，并使用电压输出dac ad5620。dac的输入由一个spi端口控制。dac的输出摆幅为0 v至+5 v。dac片内基准电压源(+2.5 v)用来设置ad8042差分驱动器电路的共模电压。该基准电压源的温度系数为5 ppm/°c。v?端的输出是以+2.5 v共模电压为中心的反向dac输出。反馈网络和u2-b迫使v+端的电压与v?端的电压相位相差180°。该驱动器输入端和输出端的波形如图2所示。差分输出限制在各电源轨的大约30 mv范围内；因此，如果dac在这些区间工作，将会发生一定的削波。
图2. 图1电路在100 ksps更新速率时的vin、v+和v−
图3所示电路也采用+5 v单电源供电，并使用电流输出dac ad5443，其iout2引脚接+2.5 v，vref引脚接地。4.096 v精密基准电压源adr444 和一个分压器网络，用来产生该dac iout2引脚所用的+2.5 v电压以及输出驱动器级所用的+3.75 v共模电压。
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图4. 图3电路在100 ksps更新速率时的vin、v+和v−
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