模拟量输出精度不够的问题

只看该作者 · 2017-10-23 11:17

各位大神，小弟在一个项目中客户需要一个3mV精度的0-10V模拟量输出，我现在用的16位的DAC，可是DAC的5V电源的精度不够，导致DAC输出精度不够，不知道各位有没有精度高一些的稳压芯片推荐一下,或者有其他好一些的处理办法，谢谢大家

1万 · 2017-10-23 11:39

万分之五的精度，有点难度呵，各方面都要注意呵，主要是电源，基准。直流性能好的OP。对温票性能好的阻容器件。

1万 · 2017-10-23 11:40

为何这么高的精度的糸统怎么叫刚出道的新人（或在校生）做呢？老板或上级怎么想的。

1万 · 2017-10-23 11:43

12位的有效精度，

只看该作者 · 2017-10-23 11:56

"精度"是什么意思？
如果这没有明确，后面的事情就难了。
假设楼主所说的“3mV精度”，其意义是：在输出0～10V的范围内，任何温度下（当然有限制，譬如10～30度）的误差不超过3mV，
那么：
1.16bitDAC的分辨率足够了；
2.所用DAC的精度（INL、DNL等）不知，但一般来说16bit的DAC满足0.03%的应用是没问题的；
3.基准，楼主如果采用了普通线性稳压器作为基准，那后面的事情就基本没戏了，基准的温度系数至少要小于15ppm/度（至少要留一半的误差指标给电路的其他部分，其实建议选用5pp级别的），而一般的LDO至少会在100～200ppm以上；
4.运放的问题不大，也许LM358也可以过关；
5.电阻，DAC到输出端口肯定还需要放大，电阻的精度无所谓，但其温度系数应采用100ppm/度这个级别的。

只看该作者 · 2017-10-23 12:44

fzyuan 发表于 2017-10-23 11:56
"精度"是什么意思？
如果这没有明确，后面的事情就难了。
假设楼主所说的“3mV精度”，其意义是：在输出0～ ...

前辈说的几个问题我都有考虑到，现在就是这个基准的问题，本来有数字量输出的，我理解的就是模拟量作为参考，后来交验的时候客户才提出来这是用在特殊设备上的，所以模拟量也需要误差不超过3mV的精度，不知道前辈有没有符合要求的基准电源推荐的，谢谢

2万 · 2017-10-23 13:04

3mv，LM358运放已经不行了，它的输入失调最大可以到10mv左右呢。

只看该作者 · 2017-10-23 14:31

zyj9490 发表于 2017-10-23 11:39
万分之五的精度，有点难度呵，各方面都要注意呵，主要是电源，基准。直流性能好的OP。对温票性能好的阻容器 ...

是有点难啊，现在主要的就是电压基准精度太差了

只看该作者 · 2017-10-23 15:06

陌上年少发表于 2017-10-23 12:44
前辈说的几个问题我都有考虑到，现在就是这个基准的问题，本来有数字量输出的，我理解的就是模拟量作为参 ...

精度高点的基准源公差大致在千分之几，还差一个数量级……

假设这是单个/小批量的产品，
考虑每一个产品都通过校准的方法，并通过软件来修正误差；
必要的话，另加一个温度传感器，同样通过软件来修正温度导致的误差。

只看该作者 · 2017-10-23 15:46

gx_huang 发表于 2017-10-23 13:04
3mv，LM358运放已经不行了，它的输入失调最大可以到10mv左右呢。

失调电压是不计入误差的，这是“可调整”的，
失调电压的漂移才是需要考虑的，而这个参数在LM358是7uV/度

只看该作者 · 2017-10-23 15:48

陌上年少发表于 2017-10-23 12:44
前辈说的几个问题我都有考虑到，现在就是这个基准的问题，本来有数字量输出的，我理解的就是模拟量作为参 ...

没有用过可以作为“电源”来用的基准芯片，
如果允许电流小一些，可以使用REF5050（TI的）

只看该作者 · 2017-10-23 16:22

fzyuan 发表于 2017-10-23 15:48
没有用过可以作为“电源”来用的基准芯片，
如果允许电流小一些，可以使用REF5050（TI的） ...

多谢前辈，DAC是uA级的，REF5050最大输出10mA，基准芯片单独给DAC是足够的，我试一下

2万 · 2017-10-23 16:42

fzyuan 发表于 2017-10-23 15:46
失调电压是不计入误差的，这是“可调整”的，
失调电压的漂移才是需要考虑的，而这个参数在LM358是7uV/度 ...

我觉得很勉强，7uv是典型值，实际最大会有20uv每度，输出10V，还得起码放大2倍，已经超过3mV了。
实际产品中，LM358/LM324，确实温漂挺大的，我以前实际测试过2个，一个7.4uv，一个17.6uv。
这只是温漂，还有老化漂移。
以前有低档的温度仪表，K热电偶，校准后放置一段时间，一样的室温，温度偏差几十度，OP07则很好的。

只看该作者 · 2017-10-23 16:52

陌上年少发表于 2017-10-23 16:22
多谢前辈，DAC是uA级的，REF5050最大输出10mA，基准芯片单独给DAC是足够的，我试一下 ...

DAC的电源和基准应该是分开的，用高精度的基准就行，好像没有多少基准芯片是大电流的

只看该作者 · 2017-10-25 09:34

gx_huang 发表于 2017-10-23 16:42
我觉得很勉强，7uv是典型值，实际最大会有20uv每度，输出10V，还得起码放大2倍，已经超过3mV了。
实际产 ...

您老采用了什么算法？

假设：
DAC的最大输出为5V，增益为2.5倍，则可以输出最大12.5V
失调电压温度系数最大值20uV/度，温度变化范围±20度，
则失调在输出的变化量为20uV * 20度 * 2.5倍 = 1000uV，

何来“已经超过3mV了”？而且之前举例是“温度变化范围±10度”；

用LM358、LM324做热电偶放大器，如果还是一个大三的刚混进实验室的学生，倒是可以原谅的。

2万 · 2017-10-25 10:43

fzyuan 发表于 2017-10-25 09:34
您老采用了什么算法？

假设：

什么算法，乘法呀，温度上升60度，不就3mV了？
温度变化正负10度，我没有注意到在哪里提到了。
至于热电偶用LM324，是一些低档货，热电阻和热电偶兼容设计的，别人愿意这么用，不是谁设计的问题，不是我赞成这种设计，只是举例说明这样设计不行。室温没有变，测量的温度变化了几十度，相当于输入漂移变化了1mv多了，当然低档货的漂移，不一定全是运放，还有其它器件，大头还是运放。

只看该作者 · 2017-10-25 13:52

有些运放带自归零技术的，还有零温漂的，可以去看看

模拟量输出精度不够的问题

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