【導讀】DAC的全稱為Digital to Analog Converter
，即(ji)數(shu)字(zi)模(mo)擬(ni)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)將(jiang)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)的(de)電(dian)路(lu)，例(li)如(ru)將(jiang)數(shu)字(zi)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)聲(sheng)音(yin)輸(shu)出(chu)，或(huo)者(zhe)將(jiang)數(shu)字(zi)圖(tu)像(xiang)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)可(ke)顯(xian)示(shi)的(de)圖(tu)像(xiang)。DAC也可用於控製電機、電阻、電容等元件的輸出量，實現精密調節和控製。

DAC的全稱為Digital to Analog Converter，即(ji)數(shu)字(zi)模(mo)擬(ni)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)將(jiang)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)的(de)電(dian)路(lu)，例(li)如(ru)將(jiang)數(shu)字(zi)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)聲(sheng)音(yin)輸(shu)出(chu)
，或(huo)者(zhe)將(jiang)數(shu)字(zi)圖(tu)像(xiang)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)可(ke)顯(xian)示(shi)的(de)圖(tu)像(xiang)。DAC也可用於控製電機、電阻、電容等元件的輸出量，實現精密調節和控製。在工業現場
，例如PLC或者模擬IO口應用中
，DAC能夠在不同通道上設置不同輸出範圍，對控製非常有利，這樣用戶就能夠利用完整的16位數字碼範圍（0至65,535），而不用考慮DAC的輸出範圍。本文以ADI AD5362為例
，介紹快速調整不同通道輸出電壓範圍的方法。

ADI AD536介紹

下圖（圖1）為AD5362內部框圖，它是一款集成8通道16位的DAC，它提供的緩衝電壓輸出範圍為基準電壓源的4倍，各DAC的增益和失調可以獨立進行調整
，以消除誤差。該器件分成兩組
，每組4個DAC，具有更高的靈活性，且每組的輸出範圍可單獨通過一個偏移DAC調節。

圖1 AD5362內部框圖

利用基準電壓選擇輸出範圍

根據AD5362的描述
，我們了解到器件內部DAC0-DAC3使用一個基準源VREF0，DAC4-DAC7使用另外一個基準源VREF1，所以可以利用不同的基準電壓值來實現不同的DAC輸出範圍
，如下圖（圖2）所示：

圖2 分別使用獨立的基準源產生不同的DAC輸出範圍

使用OFFSET寄存器改變輸出範圍

選擇確定的基準電壓源之後就可以選擇DAC的電壓輸出範圍，比如選擇5V 基準源的時候，DAC的默認輸出電壓範圍是±10V；選擇2.5V基準源的時候，DAC的默認輸出電壓範圍是±5V。可以看出DAC的默認輸出擺幅是以0V為中心的，但是在某些情況下，如果我們想改變DAC輸出電壓偏移點該怎麼做呢
？

 AD5362內部有兩個OFFSET寄存器：OFS0和OFS1。OFS0控製DAC 0至DAC 3的偏移，OFS1控製DAC 4至DAC 7的偏移。AD5362內部偏移DAC是14位的且默認值為0X2000，也就是8,192，跨度為基準電壓值的四倍。用戶理論上最多可以將輸出範圍上移或下移10V
，不過輸出隻能在電源和裕量要求的限製範圍內調整。

在使用2.5V電壓基準的時候
，±5V標稱輸出可以發生偏移，產生−10V至 0V或0V至+10V輸出。但是使用5V基準電壓時，產生±10V標稱輸出，卻無法利用偏移DAC寄存器產生0V至+20V輸出
，因為這超出了電源和裕量限製。DAC輸出電壓由以下公式決定

，值得注意的是OFFSET寄存器是14位的，AD5362本身是16位的，所以需要將OFFSET_CODE乘以4。VSIGGND為相關SIGGND引腳上的電壓，通常為0V。

在實際使用中，我們通常根據需要獲得的Vout電壓反推出0FFSET_CODE，如下圖（圖3）所示，在給定5V基準電壓源的時候，正常輸出電壓範圍是±10V，而我們想要獲得-8V-12V電壓
，65535對應12V電壓輸出
，因此反推出OFFSET_CODE是6553（0X1999）。

圖3 利用偏移寄存器調整DAC輸出範圍

使用增益寄存器M和失調電壓寄存器C調整輸出電壓範圍

從上圖（圖1）內部框圖中我們可以看出AD5362的每一個通道都有增益寄存器以及失調電壓寄存器，正常來講AD5362的輸出和輸入呈現線性關係：Y=MX+C。其中Y為輸出
，X為輸入，M為增益寄存器值，也就是斜率，默認為1（65535），C為失調電壓寄存器，默認為0（32768）。M和C寄存器均是16位的，所以1LSB對應的電壓位：4*VREF/65535。

下麵我們通過一個例子來說明M和C寄存器的作用：假如現在我們準備使用AD5362產生±8V
，正常來講使用4.096V的基準電壓源是最合適的（產生±8.192），但是仍然有0.384V的電壓是我們使用不到的。為了最大程度上使用DAC的輸出動態範圍，我們可以改變C寄存器
，增加0.192V失調電壓，將-8.192V電壓變成-8V，即：0.192V/1LSB=768LSB。

負電壓移動時，理論上正電壓8.192V電壓也將增加0.192V失調電壓
，但這樣得到的結果並不是我們想要的，所以需要調整斜率M，將16.384V變成16V，即：65535*（16/16.384)=63999。此時我們隻要將M寄存器的值調整為63999即可，對於0至65,535範圍內的DAC碼，輸出電壓在±8V之間。

總結

本文以ADI AD5362為例，介紹了調節DAC輸出電壓範圍的幾種方式，這些方式同樣適用於AD5362的係列姊妹產品AD5360
、AD5361和AD5363。在給定的基準電壓源下靈活的使用OFFSET寄存器、M、C寄存器或者三者配合使用可以非常完美的輸出您想要的電壓範圍。欲了解關於更多ADI產品和方案信息，請與駿龍科技當地的辦事處聯係，或發送郵件至inquiry.cytech@macnica.com，駿龍科技公司願意為您提供更詳細的技術解答。

參考資料：

AD5362 數據手冊和產品信息

(來源：駿龍電子公眾號，作者：陸聰)

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