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AD5547 的貨源和報價 AD5547 的相關(guān)技術(shù)信息

其他型號

并行D/A轉(zhuǎn)換器件AD5547及其接口設(shè)計

概述

AD5547是美國AD(ANALOG DEVICES)公司推出的一種并行雙通道低功耗電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換芯片，主要具以下特點：

16位精度，適用于自動測試系統(tǒng)、儀器儀表及數(shù)字波形發(fā)生器

4MHz頻寬，4象限乘法型數(shù)模轉(zhuǎn)換器

2.7 V ~ 5.5 V寬工作電壓

0.5 μs建立時間

內(nèi)建反饋電阻，可實現(xiàn)電流電壓轉(zhuǎn)換輸出

V REF =10V時，內(nèi)建4象限電阻可實現(xiàn)0 V～ ? 10 V，0 V～+10 V及 ±10 V 輸出

啟動時，0刻度或中間刻度輸出可選

寬工作溫度范圍：?40℃～+125℃

AD5547設(shè)計為單+5 V工作電壓，可外接±10 V的參考電壓提供4MHz頻寬的信號輸出。內(nèi)置4象限電阻有利于阻抗匹配和減少溫漂，可最大限度地減少多象限應(yīng)用中所需的分立元件。同時元件內(nèi)部提供反饋電阻 (R FB ) 結(jié)合外部電容可方便選擇電流或電壓輸出。除在電流輸出型DAC中常見的精密轉(zhuǎn)換電阻R FB 外，片內(nèi)還有3個額外的精密電阻用于4象限雙極性擴展應(yīng)用。

在每個邏輯輸入管腳均包含一個靜電放電保護的反向齊納管，因此輸入管腳的邏輯輸入電壓不能高于電源電壓。

AD5547采用緊湊型TSSOP-38封裝可有效減少元件尺寸，具有?40℃至+125℃極寬的溫度適應(yīng)范圍，可應(yīng)用于絕大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用場合。

AD5547的基本結(jié)構(gòu)和其引腳功能

圖1 AD5547的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 表1 AD5547各引腳功能

D/A轉(zhuǎn)換區(qū)域介紹

AD5547器件內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換區(qū)域等效電路如圖2，其中的兩組高精度R-2R梯度電阻網(wǎng)絡(luò)組成轉(zhuǎn)換的12位低有效位，高4位有效位由阻值為2R的15段電阻編碼形成。16段電阻及R-2R梯形電阻網(wǎng)絡(luò)中的電 阻均提供十六分之一滿刻度電流。反饋電阻 R FB 及四象限電阻ROFSZ 阻值均為10KΩ，另外的兩個四象限電阻R1、R2為5KΩ。在四象限工作狀態(tài)下，R1和R2與外部運放共同翻轉(zhuǎn)參考電平，同時將其輸入?yún)⒖茧娖焦苣_，從而實現(xiàn)DAC的不同輸出。

圖2 AD5547 DAC電路等效圖

參考電平輸入管腳的輸入電阻為5KΩ± 20%。DAC的輸出即I OUT 的阻抗取決于輸出的配置，必須根據(jù)AD5547的輸出阻抗的差異選擇合適外部運放以取得好實際效果。反饋電阻與DAC梯形電阻網(wǎng)絡(luò)一起決定 輸出電壓的噪聲。為獲得良好的模擬性能，可在芯片的電源電路中旁接一個0.01到0.1微法的瓷片電容 及一個1微法鉭電容，同時通過V REF 及R FB 之間PCB布線匹配減少增益誤差。

DAC內(nèi)部每次編碼的變換對應(yīng)于一個階梯函數(shù)；如果運放的增益帶寬乘積有限及反向節(jié)點的寄生電容的過大均會導(dǎo)致輸出變換時產(chǎn)生尖峰。因此需要在I-V轉(zhuǎn)換運放和輸出節(jié)點間添加一補償電容來平滑轉(zhuǎn)換，根據(jù)經(jīng)驗20pF的電容器就能滿足要求。

Vdd電源主要用于通過驅(qū)動DAC轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，當(dāng)操作電壓下降一定幅度時，會引起輸出精度的下降。同時盡量不使用開關(guān)穩(wěn)壓器為芯片提供電源，以免元件高速工作時電源供應(yīng)的效率降低。

數(shù)字電路部分

AD5547具有16位并行數(shù)據(jù)接口，器件采用雙級緩沖的方式允許多片元件級聯(lián)使用時片內(nèi)數(shù)據(jù)同步更新。在寫信號的下降沿，數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)總線中載入輸入寄存器；在LDAC信號的上升沿，輸入寄存器中的信號進入DAC寄存器，同步更新DAC的輸出。如果不需要使用雙緩沖模式，可通過將寫控制信號箝位到低信號、LDAC信號上拉到高信號。異步的復(fù)位信號在MSB輸入為零時使DAC輸出信號為最小值；當(dāng)MSB為高電平時DAC輸出為中間值。

參考電平選擇

參考電平的初始精度及額定輸出值決定器件輸出精度，由于電壓基準的輸出電壓往往可以通過外部電路進行調(diào)整，因此參考電平的初始精度的重要性往往排在次要位置，而傳感器的零點誤差也能通過標準的運算放大器的校零技術(shù)最小化，因此設(shè)計中主要考慮器件的溫度系數(shù)和長期漂移。

假 如一個具有5ppm/℃溫度系數(shù)的5伏的參考電壓，就意味著輸出具有25μV/℃的變化。如果該電路工作溫度為55℃，將會導(dǎo)致750μV的滿幅 度誤差。同樣，如果這個基準電壓具有 ±50 ppm的長期漂移就意味著在整 個工作時間，輸出可能會有±250μV的變化。因此實際使用中周期性對系統(tǒng)進行校準是保持最佳精度的一個比較好的方法。

AD5547在激光標刻控制卡中的應(yīng)用

AD5547的具有轉(zhuǎn)換速度快、精度高、低功耗、16位數(shù)據(jù)總線以及雙寄存器等特點，其接口電路簡單，在各種工業(yè)控制系統(tǒng)中具普遍應(yīng)用價值。我們針對大幅面高精度激光標刻應(yīng)用領(lǐng)域的要求，采用AD5547設(shè)計了具有4路DA輸出的基于PCI的控制卡，在實際使用中效果良好。

接口控制邏輯設(shè)計

AD5547控制邏輯采用A0、A1地址譯碼方式實現(xiàn)對兩路DAC的選擇，實現(xiàn)DACA、DACB及DACA與DACB同時選通三種不同工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。本控制卡方案由12位AD7847及AD7547升級設(shè)計而來，在控制方式上較之原卡的DAC直接選通工作方式更為復(fù)雜。在控制邏輯方面，對通道選擇信號需要進行重新譯碼，控制表對比如圖3。

在兩種控制卡設(shè)計中的控制邏輯對比如表，控制邏輯的完善通過表2內(nèi)的轉(zhuǎn)換公式實現(xiàn)，轉(zhuǎn)換邏輯的CPLD實現(xiàn)電路如圖4。

實用效果分析

基于AD5547的PCI控制卡在具有快速的相應(yīng)時間和控制精度如圖5，它廣泛適用于各種控制應(yīng)用�？刂瓶ㄖ胁捎肁D5547及TLE2144組成電壓型D/A轉(zhuǎn)換電路，建立時間約0.5毫秒。控制卡工作性能穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，取得較好的應(yīng)用效果。