基于AD5542的高精度數(shù)控恒流源設(shè)計

隨著電子技術(shù)向各個領(lǐng)域的滲透，許多場合，尤其是高精度測控系統(tǒng)需要高精度、高穩(wěn)定性的數(shù)控恒流源。數(shù)控恒流源主要由D/A來控制電流輸出大小，恒流源的分辨率、精度、穩(wěn)定性主要取決于D/A芯片及其外圍電路，因此要達到高精度、高穩(wěn)定性的恒流源，必須在選器件上慎重考慮。本文給出了一種基于AD5542設(shè)計的高精度數(shù)控恒流源電路，并已成功應(yīng)用于陀螺和加速度計等測試中。

基本原理
該高精度數(shù)控恒流源的結(jié)構(gòu)原理框圖如圖1所示，它由總線端、數(shù)字隔離電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、V/I轉(zhuǎn)換電路組成，D/A采用16位芯片AD5542，V/I轉(zhuǎn)換電路采用了高精度運放OP97和三極管來實現(xiàn)。

圖1 高精度數(shù)控恒流源的結(jié)構(gòu)原理框圖

硬件電路設(shè)計
1 D/A轉(zhuǎn)換電路
數(shù)字隔離電路采用專門的磁隔芯片，在此不作介紹。AD5542是ADI公司的一款單通道、16位、串行輸入、電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器，采用5V單電源供電。采用多功能三線式接口，并且與SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP接口標準兼容?？商峁?6位性能，無須進行任何調(diào)整。DAC輸出不經(jīng)過緩沖，可降低功耗，并減少輸出緩沖所造成的失調(diào)誤差。AD5542的主要性能指標如表1所示。

從表1中可以看出，AD5542的各項性能參數(shù)都是很優(yōu)越的。設(shè)計的高精度數(shù)控恒流源的D/A轉(zhuǎn)換電路如圖2所示。

圖2 高精度數(shù)控恒流源的D/A轉(zhuǎn)換電路

ADR433作為D/A芯片AD5542的外部基準源，其初始精度、噪聲和溫度系數(shù)直接決定了D/A輸出的精度。ADR433B主要性能指標如表2所示。

由表2可知，ADR433B的初始精度為0.05%，噪聲為3.75μVP-P,溫度系數(shù)為1×10-6/℃，在基準源芯片中其性能也是一流的。