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24 Elektronik 24 2025 Mess-Prüftechnik Wie sich mit zwei 20-Bit-DACs eine 21-Bit-Spannungsquelle realisieren lässt Neues Schaltungskonzept für höchste Präzision In Anwendungen wie Medizintechnik Luftund Raumfahrt oder hochauflösender Messtechnik entscheidet jede Nachkommastelle über die Leistungsfähigkeit eines Systems Weil handelsübliche DACs derzeit maximal 20 Bit Auflösung bieten zeigt dieser Beitrag wie sich durch geschickte Kombination zweier 20-Bit-D A-Wandler und sorgfältige Auswahl der gesamten Signalkette eine präzise 21-Bit-Spannungsquelle mit ±1 LSB Genauigkeit realisieren lässt Von Justo Lapiedra Die heute erhältlichen marktgängigen Digital Analog-Wandler DACs haben eine maximale Auflösung von 20 Bit Dies ist ein limitierender Faktor für einige Anwendungen die eine höhere Genauigkeit erfordern Diese Beschränkung lässt sich jedoch durch die Kombination von Hochleistungskomponenten in einer kontrollierten Umgebung aufheben Anders ausgedrückt wird die Genauigkeit der Gesamtlösung von der Signalkette mit all ihren Komponenten in der Schaltung und deren Platzierung bestimmt Die in diesem Artikel gezeigte elek tronische Schaltung veranschaulicht wie man mit Kombinieren von Hochleistungskomponenten unter Beibehaltung ihrer individuellen Genauigkeit eine extrem genaue Spannungsquelle erzielen kann Diese Schaltung nutzt den AD5791 von Analog Devices zusammen mit dem LTZ1000 und dem AD8675 AD8676 um 1 LSB INL inte grale Nichtlinearität bei 21 Bit zu erreichen Typische Anwendungsfelder Applikationen die von dieser hohen Genauigkeit profitieren sind unter anderem medizinische Geräte die damit sehr klare Bilder von kleinen anatomischen Strukturen liefern können Diese Schaltung kann auch genaueres Messund Testequipment ermöglichen was wiederum zu genauerer Fertigung von Produkten führt Der Bereich an Anwendungen in denen diese extrem genaue Spannungsquelle eingesetzt werden kann ist umfangreich und kann als Sprungbrett für die Entwicklung neuer Produkte dienen die derzeit noch durch die Genauigkeit der existierenden Halbleiterprodukte in ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt sind Anwendungen die eine Genauigkeit von 1 LSB bei 21 Bit oder 0 5 ppm INL benötigen sind unter anderem folgende ➔➔ Forschung Medizintechnik Luftund Raumfahrt • Medizinische Bildverarbeitungssysteme • Laser-Positioniersysteme • Vibrationssysteme ➔➔ Testund Messgeräte • Automatische Testsysteme ATE • Massenspektrometer • Source-Measure-Units SMUs • Datenerfassungssysteme Analy satoren ➔➔ Industrieautomatisierung • Halbleiterfertigungs-Equipment • Prozessautomatisierung • Stromversorgungssteuerung • Fortschrittliche Roboter In Testund Messsystemen verbessern die Auflösung von 0 5 ppm und die hohe Genauigkeit des AD5791 die Genauigkeit des Gesamtsystems und seine Granularität was eine exaktere Steuerung und Anregung von externen Quellen und Nano-Aktoren ermöglicht In der industriellen Automatisierung bieten die 0 5-ppm-Auflösung und hohe Genauigkeit die Präzision die nötig ist um einen