簡介

AD5767是一款16通道、12位denseDAC?數模轉換器(DAC)，采用2.5 V外部基準電壓源，經配置可產生最小電壓?20 V到最大電壓+14 V的多種輸出電壓范圍，同時提供每通道最高20 mA的輸出電流。

AD5767的推薦用途是偏置磷化銦Mach Zehnder調制器(InP MZM)，它是光通信中常用的調制器。

由于物理應力或老化效應等原因，InP MZM的最優直流偏置點會改變。為了找到最優直流偏置點并使調制器保持完全正交，可將一個擾動信號應用于偏置輸入電壓。

為此，AD5767集成了一個功能，其允許將一個10 kHz到100 kHz的低頻低壓擾動信號疊加于DAC產生的直流信號之上，從而減少物料(BOM)和印刷電路板(PCB)面積，簡化系統設計。

本應用筆記的目的是討論擾動的不同工作模式，以及使能或禁用此功能的最佳方法。

圖1顯示了AD5767的框圖。

圖1.AD5767功能框圖

目錄

修訂歷史

2017年3月—修訂版0：初始版

AD5767中的擾動詳情

如何應用擾動及控制模式

AD5767有兩個獨立的輸入擾動引腳N0和N1，它們通過多路復用器內部連接到各通道的內部輸出緩沖器。可以禁用所有DAC輸出通道的輸入擾動引腳，或者使能任意DAC通道輸出的輸入擾動引腳，每通道最多提供20 mA輸出電流。利用命令x9和命令xA，可以選擇擾動輸入信號并將其應用于DAC輸出通道。

一次只能將一個擾動輸入信號應用于各DAC輸出通道。

利用帶寬為90 kHz（從10 kHz到100 kHz）的有源帶通濾波器(BPF)，N0和N1輸入擾動信號引腳經過內部緩沖以使輸入電流最小化，如圖8所示。

允許的擾動信號最大幅度為250 mV p-p，最大峰值電壓為AVCC，如圖2所示。

圖2.用于擾動的最大電壓

只要輸入頻率在BPF的帶寬范圍內，AD5767便可接受任何類型的交流波形作為擾動輸入信號；否則濾波器會增加額外的失真。

各通道的擾動輸入信號可以單獨進行調整和相移，然后再應用于選定的DAC輸出通道。

利用命令xC或命令xD，可以將擾動信號幅度調整到25%、50%、75%或保持原始幅度不變。各輸出通道可以選擇相應的衰減因數。

利用命令xB寫入內部反轉擾動寄存器，可以將輸入擾動信號相位反轉180°。

運行過程中隨時可以更改外部擾動信號的增益、相位和可用性。

圖3.AD5767擾動架構

監控擾動

AD5767集成一個16:1內部多路復用器。任何時候利用命令x0寫入內部監控復用控制寄存器，便可通過此多路復用器選擇要通過MUX_OUT引腳監控的DAC輸出通道。

要禁用多路復用器，須將監控復用控制寄存器中的VOUT_SEL位清零。

內部監控復用器無內部緩沖；因此，建議使用外部緩沖器以使所選監控通道的負載效應最小化，因為MUX_OUT引腳上的任何外部電流都會影響所監控的DAC通道。

DAC輸出效應

使能擾動時，必須考慮一系列效應，因為某些二階效應可能影響輸出通道。

擾動使能或禁用的能量瞬變

當選定通道中的擾動使能或禁用時，擾動開關會向DAC輸出緩沖器注入能量，故而在選定DAC輸出通道上可看到一系列快速瞬變。

圖4.±5 V下的擾動使能瞬變能量

圖5.±5 V下的擾動禁用瞬變能量

此外，由于內部數字走線之間的耦合，非選定DAC輸出中也可觀測到一些快速瞬變，如圖6所示。

圖6.擾動使能或禁用在鄰道中的串擾

為使性能最優，建議在配置AD5767輸出范圍之前配置擾動輸入（因為輸出會箝位到AGND），并在配置電壓范圍之后應用擾動信號。

直流偏移

擾動音信號增加到DAC輸出通道上會使此DAC的輸出電壓略有提高。這種現象的原因是擾動緩沖器會向DAC輸出緩沖器注入電流。

圖7顯示了使能擾動信號對DAC輸出電壓的影響。

圖7.VOUT使能毛刺和直流失調增量

如果在上電時使能擾動，擾動緩沖器產生的直流失調可以計算為失調誤差的增量。
幅度衰減和相移

擾動輸入引腳N0和N1集成了有源帶通濾波器，用以濾除擾動直流電壓并防止DAC輸出緩沖器不穩定。其下截止頻率為10 kHz，上截止頻率為100 kHz。

對于選定輸出電壓范圍，衰減和相移與輸入擾動傳遞函數有一定的依賴關系。圖8和圖9顯示了±5 V輸出電壓范圍的典型性能。

圖8.擾動輸入至DAC輸出衰減與頻率的關系（±5 V范圍和0 V至-10 V范圍）

圖9.AD5767擾動輸入至DAC輸出相移與頻率的關系

串擾

一個通道應用擾動音時，相鄰通道中可觀測到串擾。傳輸到鄰道的串擾幅度取決于施加于這些通道的不同擾動音信號。

圖10.擾動串擾

總諧波失真(THD)

圖11顯示了AD5767中多個內部緩沖器上的輸入擾動信號的總諧波失真。

圖11.10 kHz輸入擾動信號的THD性能

獲得最佳性能的最佳做法

使用擾動功能時，為使AD5767 DAC發揮最佳性能，首先應初步配置擾動，然后消除輸出到地的箝位。

利用推薦的擾動功能操作順序操作AD5767能將擾動功能使能或禁用時DAC輸出上的瞬變幅度降至最小。

擾動的推薦配置如下：

1. 當AD5767上電時，利用命令x9、命令xA、命令xB、命令xC和命令xD配置輸入擾動信號。

2. 配置AD5767為正常工作模式，然后將擾動信號應用于輸入引腳。要將AD5767配置為正常工作模式，須利用命令x4配置范圍寄存器，以消除AD5767上的輸出箝位。

3. 完成最后的擾動配置，應用N0和/或N1輸入擾動信號。

當在配置范圍寄存器之前對DAC輸出應用擾動信號時，瞬變會被注入DAC輸出。將擾動信號的直流分量限制在1 V以下有助于降低瞬變幅度，但必須注意，這種工作模式不推薦使用。