DAC712具有16位总线接口的16位数模转换器

特征

•高速、16位并行双缓冲接口

•电压输出：±10V

•13、14和15位线性等级

•16位单调超温（L级）

•功耗：最大600mW

•增益和偏移调节：方便自动校准D/A转换器

•28-引线DIP和SOIC封装

说明

DAC712是一个完整的16位分辨率数字模拟（D/a）转换器，具有16位的温度单调性。

DAC712具有精确的+10V温度补偿基准电压、±10V输出放大器和16位端口总线接口。

数字接口速度快，最小写入脉冲宽度为60ns，双缓冲，并具有清晰的功能，可将模拟输出重置为双极零。

增益和偏移调整输入的排列方式使得它们可以很容易地被外部D/A转换器以及电位计所调整。

DAC712有两个线性误差性能等级：±4LSB和±2LSB，以及三个差动线性等级：±4LSB、±2LSB和±1LSB。DAC712的电源电压为±12V和±15V。

DAC712封装在一个28针、0.3英寸宽的塑料DIP和一个28引线的宽体塑料SOIC中。DAC712P、U、PB和UB在-40°C至+85°C温度范围内指定，DAC712PK、UK、PL和UL在0°C至+70°C范围内指定。

定时特性

典型特征

TA=+25°C和VCC=±15V时，除非另有说明。

规范讨论

线性误差

线性误差定义为模拟输出与传输特性端点之间绘制的直线的偏差。

微分线性误差

差分线性误差（DLE）是指从一个相邻状态到下一个状态的输出变化与1LSB的偏差。当数字输入码由一个码字变为相邻码字时，其输出步长为1/2LSB~3/2LSB。如果DLE大于-1LSB，则认为D/A转换器是单调的。

单调性

如果为了增加数字输入值，输出增加或保持不变，则D/A转换器是单调的。对于性能等级DAC712P/U、DAC712PB/UB、DAC712PK/UK和DAC712PL/UL，在指定的温度范围内，DAC712的单调性得到了保证，分别达到13、14、15和16位。

沉降时间

稳定时间是指在误差范围内的数模转换输出在输入改变后的最终值。对于20V和1LSB的输出阶跃变化，设定的稳定时间在满标度范围（FSR）的±0.003%范围内。1LSB的变化是在主进位（FFFFh到0000h，以及0000h到FFFFh:BTC代码）处测量的，这是发生最坏情况的稳定时间的输入转换。

总谐波失真+噪声

总谐波失真+噪声定义为谐波和噪声值平方和的平方根与基频值的比值。它以采样率fS下基频振幅的百分比表示。

信噪比和失真率(SINAD)

SINAD除了量化和内部随机噪声功率外，还包括了输出噪声功率定义中的所有谐波分量和突出杂散分量。在指定的输入频率和采样率fS下，SINAD用dB表示。

数模故障脉冲

当输入改变状态时，从数字输入注入模拟输出的电荷量。在输入代码的半刻度处进行测量，在输入代码处，尽可能多的开关将状态从7FFFh更改为8000h。

数字馈通

当未选择模数转换器时，数字输入上的高频逻辑活动通过设备耦合，并显示为输出噪声。这种噪声是数字反馈。

操作

DAC712是一个单片集成电路，16位D/a转换器，配有16位D/a转换器开关和梯形网络、电压基准、输出放大器和微处理器总线接口。

接口逻辑

DAC712具有双缓冲数据锁存器。输入数据锁存器保存一个16位数据字，然后将其加载到第二个锁存器（D/a锁存器）中。这种双缓冲结构允许同时更新多个D/A转换器。所有数字控制输入低电平有效。参见图8的方框图。

所有锁闩均为水平触发。当启用输入为逻辑“0”时出现的数据进入锁存器。当启用输入返回逻辑“1”时，数据被锁存。

CLR输入重置输入锁存器和D/A锁存器，以提供双极零输出。

逻辑输入兼容性

DAC712数字输入与TTL兼容（1.4V开关电平），具有低泄漏、高阻抗输入。因此，输入适合于由任何类型的5V逻辑驱动，例如5vcmos逻辑。数字输入的等效电路如图9所示。

如果不连接，数据输入浮动到逻辑“0”，控制输入浮动到逻辑“0”。建议将任何未使用的输入连接到DCOM，以提高抗噪性。

当电源关闭时，数字输入保持高阻抗。

输入编码

DAC712被设计成接受与双极性模拟输出操作兼容的正真二进制二进制补码（BTC）输入代码。对于双极模拟输出配置，7FFFh的数字输入提供正满标度输出，8000h给出负满标度输出，0000h给出双极零输出。

内部参考

DAC712包含+10V参考电压。

参考输出可用于驱动外部负载，源电流高达2mA。负载电流应该是恒定的，否则变换器的增益和双极性偏移将变化。

输出电压摆幅

DAC712的输出放大器的输出范围为±10V。DAC712在±11.4V或更高电压电源下工作时，提供±10V的输出摆幅。

增益和偏移调整

图10说明了双极性连接D/a的偏移和增益调整之间的关系转换器偏移量应首先进行调整，以避免调整的相互影响。表1显示了校准值和代码。这些调整的最小范围为±0.3%。

偏移量调整

应用产生最大负输出电压的数字输入代码，并将偏移电位计或偏移调整D/A转换器调整为–10V。

增益调整

应用提供最大正电压输出的数字输入。调整增益电位计或增益调整D/A转换器，以获得该正满标度电压。

安装

一般注意事项

由于这些D/A转换器的高精度，接地和接触电阻等系统设计问题变得非常重要。满标度范围为20V的16位转换器的1LSB值为305mV。当负载电流为5μa时，串联线路和连接器电阻仅为60 MΩ时，会导致300μV的电压降。要了解这在系统布局方面的含义，典型的1盎司覆铜印制电路板（PCB）的电阻率为1/2mΩ/平方米。对于5mA负载，10密耳（0.010英寸）宽、60毫英寸长的印刷电路导体会导致150μV的电压降。

DAC712的模拟输出具有305μV（–96dB）的LSB大小。在感兴趣的频率范围内，D/A转换器的噪声底限必须保持在该水平以下。DAC712噪声频谱密度（包括由内部基准产生的噪声）如典型特性部分所示。

连接到高分辨率D/A转换器的布线应确保与射频干扰（RFI）和电磁干扰（EMI）源实现最佳隔离。消除射频辐射或拾音器的关键是一个小的环路面积。信号导线和回流导线应保持在一起，以使它们对任何外部磁场都有一个小的俘获截面。不建议使用钢丝缠绕结构。

电源和基准连接

电源去耦电容器应添加如图11所示。在-VCC.应用在较短的临界沉降时间下，可以使用0.01μF at–VCC和at+VCC。电容器应靠近包装。

DAC712有单独的模拟公共管脚和数字公共管脚。通过DCOM的电流主要是开关瞬态，幅值最高可达1mA。对于所有代码，通过ACOM的电流通常为5μA。

使用单独的模拟和数字接地平面和单个互连点，以尽量减少接地回路。模拟管脚彼此相邻，有助于将模拟信号与数字信号隔离开来。模拟信号应尽可能远离数字信号，并应以直角交叉。D/A转换器组件周围以及模拟和电源引脚附近的实心模拟接地平面将D/A转换器与开关电流隔离。建议将DCOM和ACOM直接连接到包下的接地层。

如果使用多个DAC712，或者如果DAC712与其他组件共享电源，则将ACOM和DCOM线路连接在一起一次（而不是在每个芯片上）可能会获得更好的结果。

负载连接

由于VOUT和VREF OUT的参考点是ACOM引脚，因此将D/A转换器负载直接连接到ACOM引脚很重要；请参阅图12。

引线电阻和接触电阻用R1表示通过R3。只要负载电阻RL恒定，R1只会引入一个增益误差，可以通过D/a转换器的增益调整或系统范围的增益校准来消除。如果在ACOM上检测到输出电压，则R2是RL的一部分。

在某些应用中，将负载返回到D/A转换器的ACOM引脚是不切实际的。在系统接地点检测输出电压是合理的，因为只要R3是低电阻接地层或导体，DAC712 ACOM电流没有变化。在这种情况下，DCOM也可以连接到系统接地。

增益和偏移调整

使用电位计的连接

增益和偏移调整引脚提供了使用外部电位计的微调。15圈电位计提供足够的分辨率。这些微调的调整范围至少为满刻度范围的±0.3%；见图13。

使用D/A转换器

DAC712的增益调整和偏移调整电路已经布置好，以便这些点可以容易地由外部D/A转换器驱动；见图14。12位D/A转换器提供偏移调整分辨率和增益调整分辨率，每LSB步进30μV到50μV。

当D/A转换器输出大约为半刻度+5V时，增益和偏移的标称值出现。

输出电压范围连接

DAC712输出放大器内部连接，用于±10V双极（20V）输出范围。也就是说，双极性偏移电阻器连接到内部参考电压，20V范围电阻器内部连接到VOUT。DAC712不能连接用于单极操作。

（1）、对于无外部调整，不连接针脚4和6。外部电阻器R1至R4公差为±1%值。调整范围至少为±0.3%FSR。

（2）、建议的运算放大器：OPA177GP，GS或OPA604AP，AU。

（3）、建议的运算放大器：单OPA177GP，GS或双OPA2604AP，AU。

（4）、建议的D/A转换器：双DAC7800（串行输入，12位分辨率）；双DAC7801（8位端口输入，12位分辨率）；双DAC7802（12位端口输入，12位分辨率）；双DAC7545（12位端口输入，12位分辨率）；或单DAC8043（串行输入，12位分辨率）。双极（完整）：DAC813（对0V到+10V输出使用11位分辨率；无需运算放大器）。

数字接口

总线接口

DAC712具有16位、双缓冲数据总线接口和控制线，便于与16位总线接口。双缓冲特性允许同时更新多个D/A转换器。

A0 是数据输入闩锁的启用控件。

A1是D/A闩锁的启用。WR用于将数据选通到由A0和A1启用的锁存器中。参考图8和图1的方框图。

CLR将输入数据锁存器设置为全零，将D/A锁存器设置为在D/A转换器输出端提供双极0V的代码。

单缓冲操作

要将DAC712接口作为单个缓冲闩锁操作，数据输入闩锁通过连接到DCOM永久启用。如果不用于启用D/A转换器，则也应将其连接到DCOM。对于这种工作模式，WR的宽度必须至少为80ns，以使数据通过数据输入锁存器并进入D/A锁存器。

通过断言A0、A1和WR低，并断言CLR高，可以使DAC712的数字接口透明。