數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)(在本例中為ADI公司的AD5686)的三個輸出電壓中的每一個都控制一個電壓-電流轉(zhuǎn)換器級，在每一級的負(fù)載路徑中放置獨(dú)立的LED，用于每個LED通道。所有三個轉(zhuǎn)換器級均由運(yùn)算放大器(運(yùn)放)ADA4500-2并連接一個用來控制LED電流的MOSFET實(shí)現(xiàn)。理論上，這個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就是這樣一個例子，如圖1所示。它具有極低的噪聲、超高的長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。它們的輸入級由兩個并聯(lián)的差分晶體管組成：PNP級(Q1和Q2)和NPN級(Q3和Q4)，如圖2所示。

圖1.用于控制三個獨(dú)立LED的LED驅(qū)動器的簡化原理圖。

圖2.運(yùn)算放大器中的軌到軌雙極晶體管輸入級簡化版。

根據(jù)所施加的共模電壓，兩組輸入對產(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，則只會激活兩個輸入級中的一個。那么，僅會出現(xiàn)對應(yīng)于有效級的誤差(失調(diào)電壓和偏置電流)。如果電壓升至0.8 V，則兩個輸入級都將激活。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，無需第二個差分對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)勢還包括低失調(diào)、低偏置電流和低噪聲分量。

在這類電路中，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，如果沒有提供正確的補(bǔ)償，可能會導(dǎo)致異常的振蕩。此電路中的補(bǔ)償通過反饋路徑實(shí)現(xiàn)，它將由分流電阻測量的電流返回到運(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。