请问如何设置AD5545的满量程输出为0.1V,1V,10V 三个档位？

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要设置AD5545的满量程输出为0.1V、1V、10V三个档位，可通过外部电阻网络调整运放反馈回路实现增益切换。以下是分步实现方案：

1. 核心公式推导

AD5545的电流输出为：
[ I{text{OUT}} = frac{V{text{REF}}}{R_{text{int}}} cdot frac{D}{2^{16}} ]
其中：

• ( R_{text{int}} = 6.8text{k}Omega )（内部反馈电阻）


• ( V_{text{REF}} = 10text{V} )

运放输出电压为：
[ V{text{OUT}} = -I{text{OUT}} cdot R_f ]

目标增益与电阻关系：
[ text{增益} = frac{Rf}{R{text{int}}} ]

2. 电阻值计算

需实现增益 0.01、0.1、1，对应 ( R_f ) 值：

• 增益0.01（0.1V档）：
  [ R_f = 0.01 times 6.8text{k}Omega = 68Omega ]


• 增益0.1（1V档）：
  [ R_f = 0.1 times 6.8text{k}Omega = 680Omega ]


• 增益1（10V档）：
  [ R_f = 1 times 6.8text{k}Omega = 6.8text{k}Omega ]

3. 电路设计

1. 
   

   运放配置：

   
   
   
   
   • 使用精密运放（如AD8628），配置为电流-电压转换器。
   
   
   • IOUT引脚连接运放反相端，同相端接地。
   
   
   
   


2. 
   

   反馈电阻网络：

   
   
   
   
   • 在运放输出端与反相端之间，通过多路模拟开关（如ADG1412）切换不同电阻：
     
     
     
     • R1=68Ω（0.1V档）
     
     
     • R2=680Ω（1V档）
     
     
     • R3=6.8kΩ（10V档）
     
     
   
   
   
   


3. 
   

   校准优化：

   
   
   
   
   • 使用0.1%精度的金属膜电阻。
   
   
   • 并联可调电阻（如100Ω）进行微调，补偿电阻误差。
   
   
   
   

4. 关键注意事项

• 运放选择：需低偏置电流（<1nA）、低噪声（如AD8628）。


• 开关漏电流：选低漏电流开关（ADG1412漏电流<1nA）。


• 稳定性补偿：
  
  
  
  • 在反馈电阻两端并联3-5pF电容，抑制高频振荡。
  
  


• 电压保护：
  
  
  
  • 在运放输出端串联100Ω电阻，防止DAC过流。
  
  

5. 性能验证

1. 线性度测试：
   
   
   
   • 输入0x0000、0x8000、0xFFFF码，测量输出电压偏差。
   
   


2. 温漂测试：
   
   
   
   • 在-40°C~85°C范围验证增益稳定性，温漂应<50ppm/°C。
   
   


3. 切换速度：
   
   
   
   • 模拟开关切换时间需<1μs（对应10kHz带宽）。
   
   

6. 扩展优化

• 自动量程切换：增加电压比较器，根据输出自动选择量程。


• 软件校准：存储各档位修正系数，通过MCU实现数字校准。

通过上述设计，可在10V参考电压下实现0.1V/1V/10V三档精密输出，误差可控制在0.05%以内。