低功耗利器：AD7392/AD7393 10/12 位 DAC 詳細(xì)剖析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）是連接數(shù)字世界和模擬世界的橋梁，其性能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。今天，我們就來深入探討一下 Analog Devices 公司推出的 AD7392/AD7393 這兩款 10/12 位電壓輸出 DAC。

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產(chǎn)品概述

AD7392/AD7393 是一組引腳兼容的 10/12 位電壓輸出 DAC，專為單 3V 電源設(shè)計(jì)，采用 CBCMOS 工藝制造。它們具備低功耗、低成本和易于使用的特點(diǎn)，工作電壓范圍為 2.7V 至 5.5V，非常適合電池供電的應(yīng)用。

產(chǎn)品特性

低功耗設(shè)計(jì)

• 微功耗特性顯著，典型工作電流僅 100μA，關(guān)機(jī)模式下典型功耗低至 0.1μA，有效延長電池續(xù)航時(shí)間。
• 工作電壓范圍寬，單電源 2.7V 至 5.5V 均可穩(wěn)定工作，適應(yīng)不同電源環(huán)境。

高分辨率與精度

• AD7392 提供 12 位分辨率，AD7393 為 10 位分辨率，滿足不同精度需求。
• 差分非線性誤差僅 0.9LSB，確保輸出電壓的準(zhǔn)確性和線性度。

豐富的應(yīng)用場景

• 適用于汽車領(lǐng)域，輸出電壓范圍為 0.5V 至 4.5V。
• 在便攜式通信設(shè)備、數(shù)字控制校準(zhǔn)、PC 外設(shè)等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。

工作原理

數(shù)模轉(zhuǎn)換原理

AD7392/AD7393 采用電壓切換的 R - 2R DAC 結(jié)構(gòu)，輸出電壓 (V{OUT}) 取決于外部參考電壓 (V{REF}) 和加載到 DAC 寄存器的十進(jìn)制數(shù)據(jù)字 (D)，計(jì)算公式為 (V{OUT}=V{REF}×frac{D}{2^{N}})，其中 (N) 為 DAC 分辨率的位數(shù)。

• 對(duì)于 10 位的 AD7393，若 (V{REF}=2.5V)，則 (V{OUT}=2.5×frac{D}{1024})。
• 對(duì)于 12 位的 AD7392，若 (V{REF}=5.0V)，則 (V{OUT}=V_{REF}×frac{D}{4096})。

放大器部分

內(nèi)部 DAC 輸出由低功耗精密放大器緩沖，典型建立時(shí)間為 60μs 至滿量程的 0.1%。放大器的軌到軌輸出級(jí)可提供 ±1mA 輸出電流，能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá) 100pF 的容性負(fù)載。

參考輸入

參考輸入端子具有恒定輸入電阻，不受數(shù)字代碼影響，可有效減少外部參考電壓源的干擾。輸入電阻高達(dá) 2.5MΩ，可降低功耗。參考輸入電壓范圍為 0V 至 (V{DD})，可連接到 (V{DD}) 以實(shí)現(xiàn)軌到軌電壓輸出。

電氣特性

靜態(tài)性能

交流特性

包括輸出壓擺率、建立時(shí)間、關(guān)機(jī)恢復(fù)時(shí)間、DAC 毛刺、數(shù)字饋通等指標(biāo)，確保在動(dòng)態(tài)工作條件下的性能穩(wěn)定。

電源特性

電源電壓范圍為 2.7V 至 5.5V，正電源電流、關(guān)機(jī)電源電流、功耗和電源靈敏度等指標(biāo)表現(xiàn)良好，體現(xiàn)了低功耗設(shè)計(jì)的優(yōu)勢。

引腳配置與功能

引腳配置

AD7392 和 AD7393 的引腳配置相似，方便用戶根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的分辨率，而無需更改電路板設(shè)計(jì)。

功能描述

• (V_{DD})：正電源輸入，工作范圍 2.7V 至 5.5V。
• (SHDN)：電源關(guān)機(jī)輸入，低電平有效，可將內(nèi)部功耗降至納安級(jí)別。
• (overline{CS})：芯片選擇鎖存使能，低電平有效，控制數(shù)據(jù)加載。
• (overline{RS})：異步復(fù)位輸入，低電平將 DAC 寄存器置零。
• (D0 - D11)（AD7392）或 (D0 - D9)（AD7393）：并行輸入數(shù)據(jù)位。
• (DGND)：數(shù)字地。
• (AGND)：模擬地。
• (V_{OUT})：DAC 電壓輸出。
• (V_{REF})：DAC 參考輸入，確定 DAC 滿量程電壓。

應(yīng)用模式

單極性輸出操作

AD7392 可驅(qū)動(dòng)低至 5kΩ 并聯(lián) 100pF 的負(fù)載，輸出電壓范圍根據(jù)參考電壓和輸入代碼確定。

雙極性輸出操作

AD7393 可通過外部電路配置為雙極性輸出，輸出電壓范圍為 -5V 至 +5V，適用于需要正負(fù)電壓輸出的應(yīng)用。

封裝與訂購信息

AD7392/AD7393 提供 20 引腳 PDIP 和 20 引腳 SOIC 封裝，用戶可根據(jù)實(shí)際需求選擇不同的封裝形式。同時(shí)，還提供 RoHS 合規(guī)版本可供選擇。

總結(jié)

AD7392/AD7393 以其低功耗、高分辨率和出色的性能，為電子工程師在設(shè)計(jì)電池供電設(shè)備、汽車電子、通信設(shè)備等領(lǐng)域提供了理想的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體需求合理選擇分辨率和封裝形式，并注意電源旁路、邏輯輸入電平匹配等問題，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。