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(多图) 具有16通道的8位DAC芯片

来源:国外电子元器件/作者:谌雅琴 李刚?? 2006年09月18日 ?? 收藏0
????? 1. 引言

?????? AD8600是包含16个可各自独立寻址的电压输出型D/A转换器芯片,这些DAC共用一个外部基准输入电压,但每一个DAC都具有各自的DAC寄存器和输入寄存器,以实现双缓冲功能。芯片(其功能方框图如图1所示)的数字接口部分包括一个8位并行数据输入端、四根地址信号线以及引脚引脚引脚引脚、及???引脚 控制信号线等。

AD8600芯片功能方框图

?????? 该芯片采用单片CBCMOS技术,它综合了CMOS在逻辑电路和双极性在速度与精度方面的性能。 AD8600一般工作于5V单电源,但有时为了扩展输出范围,也可采用±6V双电源工作。为了能与单电源工作方式理想配合, DAC可被设计成电压工作模式。对于电压输出范围,内部DAC固定为从DACGND到具有16通道的8位DAC芯片图示,而电压缓冲器可由地延伸到(Vcc-1.0)V。此外,基准输入电压和数字输入电压的变化可在2μs内稳定到±1LSB。

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????? AD8600不仅具有高速的数据装载率,还具有读回数据的特殊功能。因此,该芯片可以较多领域中得到广泛应用。如在相阵式超声和声纳应用中,可以采用 AD8600设定功率水平及接收器增益;而在自动测试仪器中,可将AD8600用于输出偏移和增益的自动调整。

????? ?2.芯片封装与引脚功能

???? ?AD8600芯片采用PLCC-44封装形式,其引脚排列如图2所示,引脚功能如表1所列。

AD8600引脚排列图?

AD8600引脚功能表

?? ? ?3.工作原理

??? ? AD8600若要获得更大的摆幅输出,应工作于±5V或者7V单电源。芯片所有的DAC 都是基于特有的R-2R梯形电路结构,这样可以消除在代码切换时基准注入电流到地的可能性。每个8位DAC 都带有一个输出放大器,这样就可获得16个低阻抗输出。采用单一外部基准,通过并行数字接口就可对 16路独立的直流输出电平编程。接口部分包括4个地址引脚(A0-A3),8 个数据引脚(DB0-DB7),一个读/写选择引脚(引脚),一个使能时钟选通引脚(引脚),一个DAC寄存器装入选通引脚(引脚)和一个片选引脚(引脚)。另外,芯片还提供了一个复位引脚(??引脚??? ),可非同步地将所有16个DAC复位成0V输出。

?????? 3.1 DAC单元

???? ? 内部DAC为8位电压输出型单元,输出电压摆幅在DACGND至外部基准电压引脚之间。图3是一路 DAC的等效框图。采用R-2R梯形结构,可保证元件在整个温度范围内的精密度和线性度。采用N沟道和P沟道的MOSFET,可使基准电压的选择具有最大的灵活和最宽的输入范围。为了保持R-2R梯形电路的精度,要求MOSFET开关有较低的接通电阻且相互间应良好匹配。

DAC模拟通道的等效框图

?????? 3.2 放大器单元

????? ?DAC梯形电路的输出要经过轨对轨输出放大器缓冲。此放大器等效于一个单位增益的跟随器,如图3所示。放大器的输入级包含一个差动PNP对管,可用于降低失调漂移和噪声。图4所示为输出级,它采用互补双极型晶体管并将集电极都连接到输出端,因而实现了轨对轨输出。当输出达到负轨电压时, NPN晶体管进入饱和状态。在单电源供电时,输出的最低电压会受晶体管饱和电压的限制。对 AD8600来说,其饱和电压大约为40mV。与ADI的其他一些DAC(例如AD8582)相比, AD8600不能摆向正轨输出。虽然放大器的输出级确实能摆向正轨输出,但由于受到输入级的限制,输出只能摆向大约(Vcc-1.0)V。

DAC的等效模拟输出电路

?????? 正常工作期间,输出级通常可提供和吸收±lmA的电流。然而,实际的短路电流将更大。事实上,在短路状态下,任一 DAC都能提供20mA或吸收8mA的电流。从绝对极限值看,AD8600最多只能有四个ADC同时被短路。这一约束条件是金属引线中的电流密度所引起的,如果电流密度太大,引线中的压降会降低封装内其他DAC的线性性能。因此,为确保芯片工作的可靠性,同时短路的DAC不能多于四个。


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DAC? 16通道? 8位? 单片CBCMOS技术?

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