estibaliz sanz obaldia james jasper macasaet - analog.com · 作者：estibaliz sanz...

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AN-1359应用笔记

采用ADP5070的低噪声、双电源解决方案为单电源系统中的精密双极性DAC AD5761R供电

作者：Estibaliz Sanz Obaldia和James Jasper Macasaet

简介

本应用笔记描述一个集ADP5070 DC-DC开关稳压器、

ADP7142和ADP7182互补金属氧化物半导体(CMOS)低压差

(LDO)线性稳压器、LC滤波器及电阻分压器于一体的电

路，用以从5 V单电压源产生双电源。AD5761R是一款双极

性数模转换器(DAC)，需要双电源以提供双极性输出电压

范围。本应用笔记详细说明了如何配置该电路以使其适合

只有一个5 V单电源可用的仪表应用。

作为双极性DAC的单极性5 V电源解决方案，ADP5070、ADP7142、ADP7182和/或LC滤波器的组合输出单极性和双

极性电压范围，其噪声性能与由台式电源供电的DAC相似。

本应用笔记包括的电源频谱分析、电压输出噪声和交流性

能数据证明了这种方案性能出色。

当用户对系统执行不同的测试时，本文提出的电源配置会

产生不同的结果。例如，当使用DAC的内部基准电压源

时，为了降低10 Hz到10 kHz范围的频谱噪声，包含ADP5070电源和附加LC滤波器的配置是最佳的。另一方面，针对使

用外部基准电压源的频谱分析，外部电源可提供最佳结

果。对于更高的频率带宽(10 kHz到10 MHz)，给ADP5070电源增加CMOS LDO线性稳压器可提供最佳频谱噪声性能。

LC滤波器和LDO配置产生的1.2 MHz开关杂散电平与外部电

源配置相当。

积分噪声测量确定解决方案的噪声电平随系统灵敏度的变

化。由于AD5761R内在的噪声抑制能力，0.1 Hz至10 Hz的输

出噪声测量结果之间没有观察到明显的差异。当使用附加

LDO时，AD5761R输出噪声大为改善，其性能与基线测量

结果相当。

对于交流性能测试，AD5761R在本文说明的所有电源配置

下都达到了数据手册所述的性能规格。

AD5761R是一款16位DAC，集成了输出放大器、基准电压缓

冲器和最大5 ppm/°C温度系数的内部基准电压源。AD5761R采用最高30 V的单极性电源供电，或采用−16.5 V至0 V VSS

和4.75 V至16.5 V VDD的双电源供电。AD5761R具有8个可编程

输出范围和35 nV/√Hz噪声，某些范围的建立时间为7.5 µs。

ADR4525是一款2.5 V基准电压源，在本应用笔记所述的测试

中用作外部基准电压源，以满足应用对超低噪声基准电压

源的需求。

ADP5070是一款双通道高性能DC-DC稳压器，可产生独立

调节的正供电轨和负供电轨。2.85 V至15 V的输入电压范

围支持各种应用。两个稳压器中的集成主开关可产生高达

+39 V的可调正输出电压，以及低至输入电压以下−39 V的

负输出电压。ADP5070以引脚选择的1.2 MHz/2.4 MHz开关

频率工作。此外，该稳压器针对金属氧化物半导体场效应

晶体管(MOSFET)驱动级有一个压摆率控制电路，用以减

少电磁干扰(EMI)。

ADP7142是一款LDO线性稳压器，采用2.7 V至40 V电源供

电，最大输出电流为200 mA。这款高输入电压LDO线性稳

压器非常适合于调节由40 V至1.2 V供电轨供电的高性能模

拟和混合信号电路。该器件采用专有架构，提供高电源抑

制、低噪声特性，并实现了出色的线路与负载瞬态响应性

能。ADP7142稳压器在5 V时的输出噪声为11 或更低，

并且能够将5 V选项的输出电压调整至15 V，同时仍可实现

低于的噪声电平。

ADP7182是一款LDO线性稳压器，采用−2.7 V至−28 V电源

供电，最大输出电流为−200 mA。这款高负输入电压LDO线性稳压器非常适合于调节由−27 V至−1.2 V供电轨供电的

高性能模拟和混合信号电路。

http://www.analog.com/cn/products/power-management/switching-power-converters/multi-output-regulators/adp5070.html







http://www.analog.com/cn/products/digital-to-analog-converters/da-converters/ad5761r.html








http://www.analog.com/cn/products/power-management/linear-regulators/adp7182.html







http://www.analog.com/cn/products/linear-products/voltage-references/adr4525.html

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修订历史

AN-1359

目录简介....................................................................................................1修订历史 ...........................................................................................2

双极性DAC.................................................................................3配置AD5761R以支持单电源系统 ...............................................4

电路描述......................................................................................4测量和结果.......................................................................................7

ADP5070配置...................................................................................7AD5761R电源配置..........................................................................7电源频谱分析 ..................................................................................7AD5761R输出电压噪声...............................................................11交流性能 .........................................................................................16

2015年12月—修订版0：初始版

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VOUT

REFSREFF

INVRFB

RINV

DGND AGNDF

VDD

DIN

SCLK

LDAC

CS

AD5542

AGNDS

±5V BIPOLAROUTPUT

±10V BIPOLAROUTPUT

+5V+5V

+15V

–15V

1310

2-00

1

+15V

–15V

RR

RFB

12-BIT/16-BITDAC

LDAC

VOUT

REFERENCEBUFFERS

SDISCLK

SYNCSDO

RESET

VDD

VSS

DVCC

INPUT SHIFTREGISTER

ANDCONTROL

LOGIC

DGND AGND

AD5761R

CLEAR

INPUTREG

DACREG

12/1612/16

2.5VREFERENCE

ALERT

VREFIN/VREFOUT

DNCNOTES1. DNC = DO NOT CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN. 13

102-

002

0V TO 5V0V TO 10V0V TO 16V0V TO 20V±3V±5V±10V−2.5V TO +7.5V

AN-1359

双极性DAC测试与测量、数据采集、执行器控制和工业自动化等应用需

要多种电压范围，因为在工作期间电压范围可能会改变。

双极性DAC既可输出单极性电压，也可输出双极性电压。

为实现这一目标，需要使用双电源。当产生双极性输出范围

时，务必考虑设计复杂性和获得双极性范围的实际配置。

并非所有双极性DAC都集成了基准电压源、输出缓冲器或基

准电压缓冲器以构成完整解决方案。在此类情况下，设计时

间、形状因素和选择合适器件的过程会提高应用的复杂性。

AD5761R是一款完整的解决方案，提供了所有必需的功

能，并且集成了缓冲基准电压源和输出缓冲器。去耦电容

是电路唯一需要的外部元件。本文说明的AD5761R配置采

用DC-DC开关稳压器、LC滤波器、LDO线性稳压器和/或电阻分压器，支持仅有标准5 V单电源可用的应用。

产生双极性范围

诸如乘法DAC或nanoDAC等单电源DAC可用来产生双极性

输出范围。然而，利用这些DAC产生双极性输出范围需要

增加外部分立器件。在此类解决方案中，基本配置包括一

个通用DAC、一个放大级和一个偏移级。图1显示了一个

采用单电源DAC的分立解决方案示例。在不要求最小板面

积、系统整体高性能或低成本的应用中，分立解决方案是

可以接受的。要实现图1中的电路，估计需要23 mm2的面

积。此估计考虑了外部器件数量增加导致最终输出信号质

量下降而引起的误差。增加昂贵的精密电阻以优化系统性

能会提高成本。

图2所示为AD5761R，其集成了图1为产生双极性范围所需要

的外部器件。AD5761R采用3 mm × 3 mm小型LFCSP封装。

图1. ±10 V单电源DAC配置

图2. AD5761R功能框图





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,

链接 LK7 21.1 V 23.2 V 测试点A处测得的电压LK8 −11 V −13 V 测试点B处测得的电压

C32 1µF

R285.9kΩ

D1

NSR0240HT1GSOD-323

R311.87kΩ

R27

4.87kΩ

1INBK

2 SYNC

3 SEQ

4 SLEW

5FB1

6 COMP1

7 EN1

8 SS

9 EN2

10 COMP2

11FB2

12VREF

13

AGND

14 VREG

15 PVIN1

16 PVINSYS

17 PVIN2

18SW2

19PGND

20SW1

21

EP

U7ADP5070ACPZ

C252.2µF

R29

15.4kΩ

R2647.5kΩ

LK7

R3086.6kΩ

LK8

D2

NSR0240HT1GSOD-323

L46.8µH

L36.8µH C26

2.2µF

R4

5.1kΩ

C20.47µF

C8

2.2µF

C32.2µF

R110kΩ

R382kΩ

C4

2.2µF

R2

887Ω

C7

1nF

C11

2.2µF

R5160kΩ

1VOUT

2VOUT

3ADJ

4EN

5NC

6GND

7VIN

8VIN

9EP(GND)

U3ADP7182ACPZ

1VOUT

2SENSE/ADJ

3GND

4EN

5SS

6VIN

7EP(GND)

U2ADP7142ACPZN-5.0-R7

C12.2µF

R750kΩ

VSS = –11V

VDD = +21V

LK1

LK2

A

B

OUTPUT FILTERS

OUTPUT FILTERS

L1

1.5µH

R22

6.65Ω C19

10µF

C16

10µF

C14

10µF

AGND

L2

1µH

R23

6.98Ω C17

10µF

C15

10µF

C20

10µF

AGND

1310

2-00

3

AN-1359

配置AD5761R以支持单电源系统电路描述

图2所示的AD5761R DAC提供4个单极性输出范围(0 V至5 V、0 V至10 V、0 V至16 V和0 V至20 V)和4个双极性输出范围

(−2.5 V至7.5 V、±3 V、±5 V和±10 V)。

在本应用笔记中，AD5761R采用特定电源电压供电以覆盖

所有8个可能的输出范围。除电压源外，AD5761R还需要

最少1 V的上裕量/下裕量，因此，应向该DAC施加最少21 V的VDD和最大−11 V的VSS。当该DAC用于输出较低输出范围

时，可以提供较低电源电压。

本应用笔记提出两种电源配置，其可提供所需的VDD和VSS

电压。为DAC供电的最佳方法由系统可接受的噪声电平决

定。这两种配置包括如下器件：

• ADP5070和梯形电阻。这种情况下，应插入LK1、LK2、LK7和LK8链接。

• ADP5070、梯形电阻和线性稳压器 (ADP7142和ADP7182)。这种情况下，应移除LK1、LK2、LK7和LK8链接。

LK1和LK2链接用于旁路电路中的线性稳压器，LK7和LK8链接用于确定这些线性稳压器之前的可用电压。表1列出

了LK7和LK8链接配置的测试点A和测试点B的可用电压。

图3显示了AD5761R的电源配置，其中VDD和VSS是通过不同

方式从初始单极性5 V单电源产生。

插入的链接移除的链接测试条件/注释

表1. 电源配置选择的链接详情

ADR4525也可以从外部提供2.5 V基准电压。

DC-DC开关稳压器

ADP5070输出电压调节到+21 V和−11 V。为使AD5761R覆盖DAC的所有8个可能的可编程输出范围，这些电源电压

是必需的。

图3显示了两个滤波器元件，主要用于消除开关纹波。增

加一个LC滤波器作为初始纹波滤波器，其位于稳压器控制

环路内部。在纹波频率，该LC滤波器的值可实现相当大的

衰减。在开关稳压器的输出级可增加二级LDO线性稳压器

(可选)，以便进一步消除纹波。单凭LC滤波器，AD5761R就能达到数据手册的性能规格，不过某些情形要求更低的

噪声，为此可以在输出级级联一个LDO。

图3. AD5761R电源配置











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C32 1µF

R285.9kΩ

R311.87kΩ

R27

4.87kΩ

R29

15.4kΩ

R2647.5kΩ

R3086.6kΩ

R4

5.1kΩ

C20.47µF

C8

2.2µF

C32.2µF

R110kΩ

R382kΩ

C4

2.2µF

R2

887Ω

C7

1nF

C11

2.2µF

R5160kΩ

1VOUT

2VOUT

3ADJ

4EN

5NC

6GND

7VIN

8VIN

9EP(GND)

U3ADP7182ACPZ

1VOUT

2SENSE/ADJ

3GND

4EN

5SS

6VIN

7EP(GND)

U2

ADP7142ACPZN-5.0-R7

C12.2µF

R750kΩ

VSS = –11V

VDD = +21V

VREF = 1.60V

SW1

FB1

FB2

SW2

+23.2V

–13V

1310

2-00

4

C32 1µF

R285.9kΩ

R311.87kΩ

R2647.5kΩ

LK7 INSERTED

R3086.6kΩ

VSS = –11V

VDD = +21V

LK8 INSERTED

LK2 INSERTED

LK1 INSERTED

VREF = 1.60V

SW1

FB1

FB2

SW2 1310

2-00

5

AN-1359

线性稳压器

ADP5070连同ADP7182和ADP7142线性稳压器，是本电路

中的替代选择，可获得最低噪声的+21 V和−11 V电压源。

注意：对于这种方法，LK1、LK2、LK7和LK8需移除。

ADP5070提供+39 V的正输出电压和–39 V的负输出电压。

图4显示了构成电阻分压器(R26、R27和R31；R28、R29和R30)的电阻值，这些电阻分压器用以将上述电压调节为

ADP7142和ADP7182的可接受输入电压。注意：除了线性

稳压器的输出电压要求，还需要最少2 V的上裕量/下裕量。

这两个线性稳压器(ADP7142和ADP7182)均配置为以尽可

能低的噪声提供输出电压信号。如ADP7142和ADP7182数

据手册所述，为了获得超低输出噪声，设置输出电压的电

阻分压器需要增加两个元件。CNR(C1、C2)和RNR(R2、R4)与RFB1(R3、R5)并联，用以降低误差放大器的交流增益。

在开关稳压器的输出级增加线性稳压器可降低未被无源滤

波器完全消除的DAC输出积分噪声。

电阻分压器

图5显示了通过电阻分压器将ADP5070的正负输出电压调

节为AD5761R所需的+21 V VDD和−11 V VSS电压源的方案。

这种配置不涉及线性稳压器，因此应插入LK1、LK2、LK7和LK8链接。

图4. 采用ADP5070和线性稳压器的AD5761R电源配置

图5. 采用ADP5070和电阻分压器的AD5761R电源配置

















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1ALERT2 CLEAR3 RESET

4R

EF

IN

5A

GN

D

6V

SS

7VOUT

8V

DD

9DNC

10 SDO11 LDAC

12SDI

13SYNC

14SCLK

15D

VC

C16

DG

ND

U1

AD5761RBRUZ

TP10VREFIN/VREFOUT

C27

0.1µF

2+VIN6 VOUT

4GND

U6ADR4525BRZ

C

A

LK4

TP2VOUT

TP8

ALERT R15

10kΩ

C130.1µF

+C12

10µF

C60.1µF

+C510µF

C90.1µF

+

C1010µF

A BLK3

R190Ω

R210Ω

C230.1µF

C240.1µF

SYNC

SCLK

SDIN

SDO

LDAC

CLR

RESET

DGND

VDD

VSS

+5V_LDO

DGND

+5V +5V_LDO

DVCC

DVCC

DNP

R20

1310

2-00

6

AN-1359

DVCC数字电源

图6显示了如何从外部5 V电压信号或从5 V_LDO提供AD5761R的数字电源。5 V_LDO是一个噪声较低的电压信号，由

ADP5070产生并由ADP7142稳压器调节。

基准电压

AD5761R提供一个默认开启的2.5 V、5 ppm/°C内部基准电

压源。另外，图6显示了DAC的两个可能的外部基准源，

其选择取决于LK4的位置。

• LK4可以短接位置A，此时一个外部电压输入VREFIN/ VREFOUT SMB连接器。当使用内部基准电压源时，此连接

器提供2.5 V电压供外部使用。

• 如果LK4短接位置C，则基准电压由超低噪声、高精度

基准电压源ADR4525提供。

图6. AD5761R芯片连接







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外部电源 2.23 −1.57 0.58 9.33 −1.55 10.55

1.19 −0.62 4.37 10.27 1.73 9.64

1.85 −0.93 0.69 9.89 −0.98 9.22

1.94 −2.20 −0.06 9.99 −1.60 10.03

外部电源 −17.07 −17.06 −16.96 −16.49 −17.48 −17.5

−14.99 −11.47 −2.44 −15.69 −10.34 −3.62

ADP5070和CMOS LDO线性稳压器 −16.78 −17.93 −16.68 −17.51 −18.37 −16.63

−17.07 −18.39 −17.64 −16.53 −16.43 −17.01

8.00 3.63 7.04 2.60 3.39 1.45 6.57 2.41 8.01 2.58 3.34 3.59 7.4 3.91 5.96 1.68 2.49 3.32

AN-1359

测量和结果ADP5070配置

为了提供尽可能高的纹波幅度并获得最差情况下的结果，

将ADP5070的开关频率设置为1.2 MHz并使用快速压摆模式。

AD5761R电源配置

本部分说明的系列测量显示了AD5761R DAC在三种数据码

(零电平、半量程和满量程)下的测试结果；输出电压范围

为±10 V，这是该双极性DAC的代表性输出范围。在该系列

测量中，AD5761R在四种不同电源配置下上电：

• 外部电源(Agilent)• DC-DC开关稳压器(ADP5070)和LC输出滤波器

• DC-DC开关稳压器(ADP5070)和CMOS LDO线性稳压

器(ADP7142和ADP7182)(交流性能测试不包括这种电

源配置)

• DC-DC开关稳压器(ADP5070)、LC输出滤波器和CMOS LDO线性稳压器(ADP7142和ADP7182)

AD5761R的性能也利用DAC内部基准电压源和ADR4525外部基准电压源进行了测试。

电源频谱分析

本部分说明的详细结果显示了DAC输出频谱如何随所选的

电源配置而改变。表2和表3收集了图7至图20所示频谱分

析的最大频谱响应电平。

表4显示了1.2 MHz开关频率时10 kHz和10 MHz频率上的频

谱分析的最大频谱响应电平。电源配置增加一个LC滤波

器时，AD5761R维持在20.6 dBµV(代表0.1 LSB)的设定规

格内。增加一个LDO作为二级滤波器，可将纹波进一步降

低到与外部电源供电相当的水平，使得DAC能够以最小噪

声输出工作。

表2. AD5761R每个DAC数据码的最大频谱电平(dBµV)，10 Hz至10 kHz

电源配置

内部基准电压源外部基准电压源

半量程满量程零电平半量程满量程零电平

电源配置



电源配置



表3. AD5761R每个DAC码的最大频谱电平(dBµV)，10 kHz至10 MHz

表4. AD5761R每个DAC数据码的1.2 MHz频谱电平(dBµV)，10 kHz至10 MHz

外部电源

ADP5070和LC输出滤波器

ADP5070、LC输出滤波器和CMOS LDO线性稳压器


ADP5070和CMOS LDO线性稳压器



























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–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10 100 1k 10k

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

CODE = 0xFFFFCODE = 0x7FFFCODE = 0x0

RBW: 3Hz; VBW: 1HzREF: 60dBµV

1310

2-00

7

–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10 100 1k 10k

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)


1310

2-00

8


–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)


1310

2-00

9


–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)


1310

2-01

0


AN-1359

外部电源和AD5761R配置

图7至图10所示的频谱线用作随后AD5761R DAC和ADP5070直接开关稳压器评估的基线图。各图中的红色虚线比表示

频谱电平的阈值。阈值设置为20.6 dBµV，代表大约0.1 LSB的值。在图7至图20中，RBW表示分辨率带宽，VBW表示

视频带宽，REF表示基准值。

图7. 外部电源和AD5761R配置输出频谱分析，内部基准电压源(10 Hz至10 kHz)

图8. 外部电源和AD5761R配置输出频谱分析，外部基准电压源(10 Hz至10 kHz)

图9. 外部电源和AD5761R配置输出频谱分析，内部基准电压源(10 kHz至10 MHz)

图10. 外部电源和AD5761R配置输出频谱分析，外部基准电压源(10 kHz至10 MHz)







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–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10 100 1k 10k

LE

VE

L (

dB

µV)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

1

SLEW: FASTSEQUENCE: VDD TO VSSSW FREQUENCY: 1.2MHzRBW: 3Hz; VBW: 1HzREF: 60dBµV


–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10 100 1k 10k

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

2



–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

3



–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

4



AN-1359

DC-DC开关稳压器和LC输出滤波器电源配置

在该电源配置中，LC滤波器用于初始纹波抑制，ADP5070直接开关稳压器用于产生双极性电源范围。图11和图12显示了10 Hz到10 kHz频率带宽的纹波水平，图13和图14显示

了10 kHz到10 MHz频率带宽的纹波水平。

图13和图14显示了1 MHz时的频率尖峰。LC滤波器并未充

分降低来自ADP5070 DC-DC稳压器的纹波幅度，因此，从

频谱分析角度看，这种电源解决方案的性能不够理想。

图11. ADP5070、LC滤波器和AD5761R电源配置输出频谱分析，内部基准电压源(10 Hz至10 kHz)

图12. ADP5070、LC滤波器和AD5761R电源配置输出频谱分析，外部基准电压源(10 Hz至10 kHz)

图14. ADP5070、LC滤波器和AD5761R电源配置输出频谱分析，外部基准电压源(10 kHz至10 MHz)

图13. ADP5070、LC滤波器和AD5761R电源配置输出频谱分析，内部基准电压源(10 kHz至10 MHz)











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–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

5



–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

6



–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10 100 1k 10k

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

7



–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10 100 1k 10k

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

8



AN-1359

DC-DC开关稳压器和CMOS LDO线性稳压器电源配置

在ADP5070 DC-DC稳压器输出端增加LDO，可以显著降低

“DC-DC开关稳压器和LC输出滤波器电源配置”部分在

1 MHz频率观察到的尖峰。这说明，为电源电路增加LC滤波器并不是改善性能所必需的。

图15和图16显示了ADP5070、LDO和AD5761R电源配置在

高频时的性能。

图15. ADP5070、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析，内部基准电压源(10 kHz至10 MHz)

图16. ADP5070、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析，外部基准电压源(10 kHz至10 MHz)

然而，如果需要增加一个滤波级，那么“DC-DC开关稳压器、

LC输出滤波器和CMOS LDO线性稳压器电源配置”部分说

明的电源配置可产生相似的性能，该配置中的LC滤波器和

LDO均伴随DC-DC稳压器。

DC-DC开关稳压器、LC输出滤波器和CMOS LDO线性稳压

器电源配置

为DC-DC开关稳压器和LC输出滤波器电源配置增加两个

LDO可进一步滤除模拟电源的纹波。ADP7142用在模拟正

电源(VDD)上，而ADP7182用在模拟负电源上。

如“DC-DC开关稳压器和CMOS LDO线性稳压器电源配置”

部分所述，当以高频工作时，在ADP5070 DC-DC开关输出

端增加LDO足以获得良好的输出频谱性能，而不会增加任

何干扰频率的尖峰。LC滤波器仍然能对输出噪声抑制起到

一定的作用，但LDO是降低输出噪声的最重要因素。然

而，为了充分滤除高频纹波，仍然推荐使用LC滤波器。

图17. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析，内部基准电压源(10 Hz至10 kHz)

图18. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析，外部基准电压源(10 Hz至10 kHz)















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–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-01

9



–30

–20

–10

0

10

20

30

40

50

60

10k 100k 1M 10M

LE

VE

L (d

BµV

)

FREQUENCY (Hz)

1310

2-02

0



AN-1359

图19. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析，内部基准电压源(10 kHz至10 MHz)

图20. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析，外部基准电压源(10 kHz至10 MHz)

AD5761R输出电压噪声

要提供高精度响应，DAC输出端的峰峰值噪声必须维持在

1 LSB以下；对于16位分辨率和20 V峰峰值电压范围，其为

305.17 µV。对于0.1 Hz到10 Hz频率带宽，AD5761R的典型

输出噪声为15 µV p-p；对于100 kHz频率带宽，典型输出噪

声为35 µV rms(相当于大约100 µV p-p)。对于±10 V范围，

测量AD5761R的输出端噪声100秒，频率范围为0.1 Hz至10 Hz，带宽为100 kHz。

三种不同配置的测试结果表明，DAC达到了AD5761R数据

手册的性能规格。图21至图34显示了每种配置和频率带宽

的DAC输出噪声，表5至表11则总结了各种电源配置下

DAC输出端的最大峰峰值噪声。

收集的数据显示了本应用笔记说明的所有电源配置的共同

趋势。对于较低的频率，使用ADR4525外部基准电压源可

获得较低的DAC输出电压噪声。对于较高频率带宽，与

AD5761R内部基准电压源相比，使用ADR4525外部基准电

压源会降低噪声性能。

在较低频率带宽时，对于图31和图32所示的DAC输出噪

声，电源配置增加LDO会对性能有轻微影响。

相比之下，在较高频率带宽时，电源配置增加LDO有助于

保持整体低噪声性能。图29和图30显示DAC由ADP5070和LDO供电且频率带宽高达100 kHz时的AD5761R输出噪声。














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代码 AD5761R 内部基准电压源 ADR4525

41 µV p-p, 0.13 LSB p-p 12 µV p-p, 0.04 LSB p-p 半量程 6.2 µV p-p, 0.02 LSB p-p 4.8 µV p-p. 0.016 LSB p-p 满量程 40 µV p-p, 0.13 LSB p-p 14 µV p-p, 0.04 LSB p-p

–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-02

1


–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-02

2


代码 AD5761R 内部基准电压源 ADR4525

33.6 µV p-p, 0.11 LSB p-p 63.2 µV p-p, 0.21 LSB p-p 半量程 21 µV p-p, 0.07 LSB p-p 22 µV p-p, 0.07 LSB p-p 满量程 32 µV p-p, 0.10 LSB p-p 58.4 µV p-p, 0.19 LSB p-p

–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100A

MP

LIT

UD

E (

µV)

TIME (Seconds)

1310

2-02

3


–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)13

102-

024


AN-1359

表5. 外部电源和AD5761R最大峰峰值输出噪声(µV p-p)，0.1 Hz至10 Hz频率带宽

最大峰峰值输出噪声

零电平

图21. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，0.1 Hz至10 Hz带宽，内部基准电压源

图22. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，0.1 Hz至10 Hz带宽，外部基准电压源

表6. 外部电源和AD5761R最大峰峰值输出噪声(µV p-p)，100 kHz频率带宽


零电平

图23. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，内部基准电压源

图24. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，外部基准电压源











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代码 AD5761R 内部基准电压源 ADR4525 41 µV p-p, 0.13 LSB p-p 13 µV p-p, 0.04 LSB p-p 6.6 µV p-p, 0.02 LSB p-p 4.4 µV p-p, 0.014 LSB p-p 38 µV p-p, 0.12 LSB p-p 13 µV p-p, 0.04 LSB p-p

–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-02

5


–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-02

6


代码 AD5761R 内部基准电压源 ADR4525 44.4 µV p-p, 0.15 LSB p-p 68.2 µV p-p, 0.22 LSB p-p 30.8 µV p-p, 0.10 LSB p-p 30.4 µV p-p. 0.10 LSB p-p 75.2 µV p-p, 0.25 LSB p-p 88.8 µV p-p, 0.29 LSB p-p

–50

–30

–10

10

30

50

–40

–20

0

20

40

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)TIME (Seconds)

1310

2-02

7CODE = 0xFFFFCODE = 0x7FFFCODE = 0x0

–50

–30

–10

10

30

50

–40

–20

0

20

40

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-02

8

CODE = 0xFFFF CODE = 0x7FFF CODE = 0x0

AN-1359

表7. ADP5070、LC滤波器和AD5761R最大峰峰值输出噪声(µV p-p)，0.1 Hz至10 Hz频率带宽


零电平

半量程

满量程

图25. ADP5070、LC滤波器和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，0.1 Hz至10 Hz带宽，内部基准电压源

图27. ADP5070、LC滤波器和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，内部基准电压源

图26. ADP5070、LC滤波器和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，0.1 Hz至10 Hz带宽，外部基准电压源

表8. ADP5070、LC滤波器和AD5761R最大峰峰值输出噪声(µV p-p)，100 kHz频率带宽


零电平

半量程

满量程

图28. ADP5070、LC滤波器和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，外部基准电压源















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代码


AD5761R内部基准电压源 ADR4525

零电平 35.2 µV p-p, 0.12 LSB p-p 60.4 µV p-p, 0.20 LSB p-p 半量程 22.8 µV p-p, 0.07 LSB p-p 22.4 µV p-p, 0.07 LSB p-p 满量程 31.2 µV p-p, 0.10 LSB p-p 67.6 µV p-p, 0.22 LSB p-p

–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-02

9


–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-03

0


AN-1359

表9. ADP5070、LDO和AD5761R最大峰峰值输出噪声(µV p-p)，100 kHz频率带宽

图29. ADP5070、LDO和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，内部基准电压源

图30. ADP5070、LDO和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，外部基准电压源









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代码



–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-03

1


–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)

1310

2-03

2


代码



–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100A

MP

LIT

UD

E (

µV)

TIME (Seconds)

1310

2-03

3


–50

–30

–10

10

30

50

0 20 40 60 80 100

AM

PL

ITU

DE

(µV

)

TIME (Seconds)13

102-

034


AN-1359

表10. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R最大峰峰值输出噪声(µV p-p)，0.1 Hz至10 Hz频率带宽

零电平

半量程

满量程

零电平

半量程

满量程

图32. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，0.1 Hz至10 Hz带宽，外部基准电压源

图31. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，0.1 Hz至10 Hz带宽，内部基准电压源

图34. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，外部基准电压源

图33. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声)，100 kHz带宽，内部基准电压源

表11. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R最大峰峰值输出噪声(µV p-p)，100 kHz频率带宽















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–160

–140

–120

–100

–80

–60

–40

–20

0

20

40

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

LE

VE

L (d

BV

)

FREQUENCY (kHz)

1310

2-03

5

–160

–140

–120

–100

–80

–60

–40

–20

0

20

40

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

LE

VE

L (d

BV

)

FREQUENCY (kHz)

1310

2-03

6

–160

–140

–120

–100

–80

–60

–40

–20

0

20

40

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

LE

VE

L (d

BV

)

FREQUENCY (kHz)

1310

2-03

7

表12. 交流性能

参数 ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R (dB) SNR 95.05 95.19 95.24 THD −86.38 −86.30 −86.52 SINAD 85.82 85.77 85.98 SFDR 89.42 89.35 89.45

©2015 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners.

)0(51/21-0-2sc0131NA

AN-1359

交流性能

本部分提供ADR4525用作基准电压源的电源配置的信噪比

(SNR)、总谐波失真(THD)、信纳比(SINAD)和无杂散动态范

围(SFDR)参数。表12总结了图35至图37所示三种电源配置的

交流性能；针对这些配置产生了一个1 kHz连续正弦波。

图35. 外部电源和AD5761R以数字方式产生的正弦波，1 kHz信号音、17 dBV (7.07 V rms)

图36. ADP5070、LC滤波器和AD5761R以数字方式产生的正弦波，1 kHz信号音、17 dBV (7.07 V rms)

图37. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R以数字方式产生的正弦波，1 kHz信号音、17 dBV (7.07 V rms)

外部电源和AD5761R (dB) ADP5070、LC滤波器和AD5761R (dB)












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