數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)(在本例中為ADI公司的AD5686)的三個(gè)輸出電壓中的每一個(gè)都控制一個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換器級(jí)，在每一級(jí)的負(fù)載路徑中放置獨(dú)立的LED，用于每個(gè)LED通道。所有三個(gè)轉(zhuǎn)換器級(jí)均由運(yùn)算放大器(運(yùn)放)ADA4500-2并連接一個(gè)用來(lái)控制LED電流的MOSFET實(shí)現(xiàn)。理論上，這個(gè)LED電流可以高達(dá)幾安培，具體取決于電壓源(VS)和負(fù)載電阻，在本電路中為2 Ω。因此，選擇合適的MOSFET非常重要。

DAC輸出電壓的質(zhì)量很大程度上取決于基準(zhǔn)電壓源VREF。應(yīng)使用高質(zhì)量的基準(zhǔn)電壓源。ADR4520就是這樣一個(gè)例子，如圖1所示。它具有極低的噪聲、超高的長(zhǎng)期精度和出色的溫度穩(wěn)定性。

由于ADA4500-2的內(nèi)部設(shè)計(jì)，典型的軌到軌放大器具有一定的非線性和交越失真。它們的輸入級(jí)由兩個(gè)并聯(lián)的差分晶體管組成：PNP級(jí)(Q1和Q2)和NPN級(jí)(Q3和Q4)，如圖2所示。

圖1.用于控制三個(gè)獨(dú)立LED的LED驅(qū)動(dòng)器的簡(jiǎn)化原理圖。

圖2.運(yùn)算放大器中的軌到軌雙極晶體管輸入級(jí)簡(jiǎn)化版。

根據(jù)所施加的共模電壓，兩組輸入對(duì)產(chǎn)生不同的失調(diào)電壓和偏置電流。如果共模電壓施加到放大器輸入端，與正或負(fù)電源電壓(VS)相差小于0.7 V，則只會(huì)激活兩個(gè)輸入級(jí)中的一個(gè)。那么，僅會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)于有效級(jí)的誤差(失調(diào)電壓和偏置電流)。如果電壓升至0.8 V，則兩個(gè)輸入級(jí)都將激活。在這種情況下，失調(diào)電壓可能突然改變，導(dǎo)致所謂的交越失真和非線性。

相比之下，ADA4500-2具有集成的輸入端電荷泵，無(wú)需第二個(gè)差分對(duì)即可覆蓋軌到軌輸入范圍，從而避免了交越失真。ADA4500-2的其他優(yōu)勢(shì)還包括低失調(diào)、低偏置電流和低噪聲分量。

在這類(lèi)電路中，必須注意負(fù)載/電流路徑中由LED連線產(chǎn)生的電感。導(dǎo)線通常為數(shù)米長(zhǎng)，如果沒(méi)有提供正確的補(bǔ)償，可能會(huì)導(dǎo)致異常的振蕩。此電路中的補(bǔ)償通過(guò)反饋路徑實(shí)現(xiàn)，它將由分流電阻測(cè)量的電流返回到運(yùn)算放大器的輸入。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生的電感調(diào)整ADA4500-2上現(xiàn)有的電阻和電容電路。