本應(yīng)用筆記研究了如何將單極數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 轉(zhuǎn)換為用于雙極應(yīng)用。提供的計算結(jié)果顯示了通過添加精密電壓基準(zhǔn)和精密運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)理想單極 DAC 的轉(zhuǎn)換。通過討論如何選擇所需的電阻器、電壓基準(zhǔn)和運(yùn)算放大器以及要考慮的參數(shù)來說明實(shí)際轉(zhuǎn)換。
    簡介
    本應(yīng)用筆記探討了如何從通用單電源單極數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 生成高電壓、高電流、高性能雙極輸出。在模擬 IC 行業(yè)趨勢轉(zhuǎn)向單電源數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 的情況下，本文闡述了外部運(yùn)算放大器如何將單極性 DAC 轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^添加電壓基準(zhǔn)來提供雙極性操作以及所需的電阻器。
    走非傳統(tǒng)路線
    “上樓梯”一詞來自同名電影、戲劇和書籍。這是一部以紐約市一所學(xué)校為背景的喜劇。標(biāo)題讓人想起一條懲罰學(xué)生爬上預(yù)留下來的樓梯的規(guī)則。對于年輕人來說，跑上樓梯或下降的自動扶梯總是一個巨大的誘惑。有人可能會說孩子“跳出了框框思考”或違反了規(guī)則，也許他就是這樣。顯然，他正在挑戰(zhàn)預(yù)期或強(qiáng)制的流程、普遍的思維。他還展示了如何通過一些大膽的嘗試，通過非常規(guī)的途徑實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。這對我們工程師來說是一個教訓(xùn)。
    有時，當(dāng)我們設(shè)計模擬電路時，設(shè)計“元素”只是不想組合在一起。解決方案似乎異常難以捉摸。一個示例情況是當(dāng)我們需要單極性 DAC 的雙極性輸出時。當(dāng)今行業(yè)的趨勢是向更小、更低功耗和更高性能的設(shè)備發(fā)展，這在解決解決方案問題時非常有用。然而，這種低電壓、單極 DAC 無法直接在高性能、高電壓、高電流或雙極應(yīng)用中運(yùn)行。任何附加電路都不得降低 DAC 的性能。在這種情況下，是時候走上自動扶梯，嘗試不同的東西了。我們向您展示如何通過添加高壓運(yùn)算放大器從單極 DAC 產(chǎn)生雙極輸出。
    修改“理想”單極性 DAC
    一個簡單的雙極性輸出電路如下所示。它包含一個單極 DAC、一個精密電壓基準(zhǔn)和一個精密運(yùn)算放大器。
        典型的雙極輸出工作電路。
    該電路的輸出功能可以通過對理想運(yùn)算放大器做出兩個常見假設(shè)來得出：
    輸入運(yùn)放電流為0。    在穩(wěn)定條件下，V+ 輸入等于 V- 輸入。