什么是乘法DAC？

01引言

在博文 DAC8830可以当做电位器来使用吗？ 中给出了使用DAC8830完成参考电压信号 $V_{ref}$和DAC的输入转换数据 $N_{code}$之间的乘法关系。从而可以使用DAC8830当做电位器来改变Vref信号的幅值。这类使用方式就是乘法DAC。

在网页文章 What is a multiplying DAC? 中对乘法DAC的概念进行了详细的讨论。

---

02乘法DAC

乘法DAC（MDACs）输出的（电流）信号是给定的参考电压 $V_{ref}$信号与DAC转换码 $N_{code}$之间的乘积。 $O_{DAC} = V_{ref} \times N_{code}$

所有模数转换器都需要有一个参考电压（ $V_{ref}$），一般标准的DAC要求参考电压非常稳定，这样才能够正确完成数模转换。但是对于乘法DAC（MDAC）是一个低噪声精密的DA转换器，它可以使用变化的参考电压。这在DAC通常应用于测试、测量等应用场合，它可以提供低噪声 $V_{ref} \times I_{out}$。

在下面的TI DAC8812数模转换器中一个通道的的等效电路 ，包括有电流驱动的 $R - 2R$电阻阶梯网络。通过RFBX管脚提供精密内部匹配电阻与外部电流-电压转换运放相连输出转换电压。

^{▲ 图1. TI DAC8812中一个MDAC通道的等效电路图}

通常情况下， 对于运放、模数转换器等器件 ，他们的输入、输出以及参考电压信号通常都会限制在器件的工作电源范围（0V-VCC）之内。但乘法DAC（MDAC）却可以例外，它可以使用比DAC器件工作电源（VCC）高得多的电压作为参考电压 $V_{ref}$。外部的 $V_{ref}$确定MDAC的输出电压范围，而不是工作电源Vcc。

MDAC与普通的固定参考电压的DAC之间的另外一个主要区别就是，通常MDAC输出的电流信号，而不是电压信号。通常可以通过电流-电压转换运放来提供电压输出。

下图给出了使用外部的运放与MDAC内部的匹配电阻组成I-V转换电路。

^{▲ 图2. MDAC外部的I-to-V转换运放，使用MDAC内部精密匹配的反馈电阻}

对于MDAC来说，它的另外一个特点就是电压参考管脚的组口保持恒定，即无论 $V_{ref}$多大或者DAC输入数据怎样， $V_{ref}$管脚的输入阻抗总是一致的。MDAC的输出阻抗则会随着转换数据而改变，输出电流保持与转换数据成比例。

对比图1，你可以利用基尔霍夫定理和欧姆定理计算出输出电流，以及 $V_{ref}$处的等效电阻。

请注意，MDAC的输出电阻会随着转换数据的变化而改变，这对后面进行I-V转换的运放会带来一定的问题。通过RFBX管脚使得外部的运算可以连接使用到MDAC内部匹配的电阻，为了克服输出阻抗变化带来的影响，I-V转换运放需要有很低的输入偏置电压，由此可以提高输出的线性性。这是因为运放的配置电压会由于DAC的输出阻抗变化引起输出电压的误差

---

MDAC应用

MDAC可以应用到很多领域。比如，可以将固定的电压转换成幅度可调的模拟电压信号，近而可以产生变化的波形。使用MDAC也可以对交流信号进行极性和幅值的改变。相比于普通的DAC，MDAC的精度更高。主要生产MDAC芯片的厂商包括AD，TI半导体公司。