DAC和运算放大器产生可变的负控制电压

该设计思想描述了产生可编程负控制电压的简单电路。它采用单电源数模转换器（DAC）的输出，并产生可变负电压。0V至+2.5V的DAC输出在输出端转换为0V至-5V。

早期的数模转换器（DAC）采用标准R-2R梯形图设计，并产生负输出电压。这些早期DAC（如MX7837/MX7847和MAX523）需要正电源轨和负电源轨来适应其负输出。然而，随着向单电源集成电路的过渡，许多现代DAC现在使用单电源轨和倒置R-2R梯形图工作。倒置的R-2R梯形图产生正输出电压。

尽管单电源IC很受欢迎，但某些应用仍然需要负控制电压。实现此目的的一种解决方案是现代倒置 R-2R 梯形 DAC 和运算放大器（图 1）。与包含标准R-2R梯形图的旧式DAC相比，这种方法提供更低的电源电压、更高的速度和更小的封装。

图1.这种紧凑的电路使微控制器IC2能够产生可变的负电压。

DAC （IC3） 采用来自 IC2 的 5.1V 基准电压工作，由微控制器 IC2 驱动，产生 0V 至 2.5V 的输出摆幅。运算放大器IC4反相并放大该输出，以产生0V至-5V输出。出于测试目的，软件例程使微控制器能够产生0V至-5V三角波输出。

请注意，DAC （IC3） 的输出阻抗为 6.25kΩ ±20%。为消除由DAC输出阻抗引起的系统增益误差，请在IC4反相级之前缓冲DAC输出。

审核编辑：郭婷