高精度DAC CM7502在激光振镜中的应用

激光振镜系统通常用于精确控制激光束的方向，常见于激光打标、雕刻、切割等应用中。振镜由电机驱动，通常是振镜电机，可以快速改变反射镜的角度，从而调整激光束的位置。

数模转换器(DAC)是激光振镜系统的“桥梁”，其核心作用是将数字控制信号转换为高精度的模拟信号，以驱动振镜电机实现激光束的快速、精准定位。DAC的性能直接决定激光定位的精度、速度与稳定性。

CM7502(竞品LTC2642-16)是一款16位无缓冲电压输出DAC，凭借其高精度、输出快速建立、高线性度和低噪声等优势，适合用于激光振镜系统：

高精度：16-bit分辨率实现精确的角度控制。

输出快速建立：建立时间仅有1μs，适配振镜系统的动态响应，对高速扫描尤为关键。

高线性度：INL<±0.4LSB，-40~125°C全温线性度稳定，保障角度控制的准确性，避免位置偏差。

低噪声：10nV/√Hz低噪声，保证控制精度。

超低码切换毛刺：

DAC码值切换过程中会产生毛刺脉冲，CM7502具有业内最低的毛刺脉冲之一，保证平顺控制电机。

低功耗：仅有120μA的静态电流以及0.5LSB的低零码失调误差。

CM7502功能特性

• 双极性输出
• 单电源供电：2.7V~5.5V
• 低电源电流：120μA
• INL误差：±0.4LSB
• 低毛刺脉冲：0.5nV·s
• 短建立时间：1μs
• 全温范围内保证输出电压单调性
• 电压输出可直接驱动60kΩ负载
• 50MHZ SPI/QSPI/MICROWIRE兼容型串行接口
• 上电复位将DAC输出至中间电平
• nCLR异步复位管脚
• 补偿基准源电流
• MSOP10 3mmx3mm、DFN10 3mmx3mm封装

方案介绍

CM7502采用范围为2V至VDD的外部电压基准进行工作，具有极高的线性度(全温INL<±0.4LSB)，保障角度控制无偏差。并且包括失调误差增益误差在内几乎不受基准电压的影响。增益误差的温漂也几乎全部由外部基准温漂决定。CM7502采用独有的基准源电流补偿技术，保证全码值输出下，DAC从基准源抽取电流的一致性，确保了DAC的极佳线性度性能不会因为基准源的输出内阻而受到损失。

此外，CM7502采用独特设计，对电阻网络专门分组，主进位翻装(0x7fff>0x8000)毛刺脉冲<0.5nV·s，相较于同类型的DAC竞品，小了一个数量级，可保证平顺控制电机。

CM7502内置了一对匹配的电阻网络，配合外部运放(CM4101)，能够轻松实现输出范围的1：2放大；实现双极性±VREF电压输出。CM4101是采用境内双极性工艺流片的放大器，具有优异的1/f噪声，及极低的宽带噪声；CM4101更具有较高的带宽和摆率，配合CM7502能够实现极快的输出信号建立时间(如图1)。

士模微电子提供一系列高精度基准源，能够配合ADC/DAC进行使用：CM5102是2.5V/3V输出带隙基准源，最大温漂5ppm/℃(-55℃~125℃)；CM5405是5V输出齐纳基准源，最大温漂2ppm/℃(-55℃~125℃)。

关于士模

士模微电子由国际知名专家领衔，以高性能ADC/DAC为技术核心，聚焦工业级和汽车级信号链芯片的设计和销售。产品线覆盖高精度和高速ADC、DAC、放大器、基准和LDO，为工业、能源、汽车和通信等领域提供高性能信号链产品解决方案。依托资深的研发、运营、质量、营销和客户支持团队，士模微电子坚持全正向设计并熟稔产品制造工艺，保障国产自主可控。