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AD9762AR是一款额定满量程的功耗CMOS数模转换器

时间:2019-5-30, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

AD9762AR是TxDAC的12位分辨率成员系列高性能,低功耗CMOS数模转换器(DAC)。TxDAC系列由引脚组成兼容的8位,10位,12位和14位DAC专门针对通信系统的发送信号路径进行了优化。所有设备共享相同的接口选项,小外形封装和引出线,从而提供向上或向下基于性能,分辨率和分量的组件选择路径成本。

AD9762具有出色的交流和直流性能同时支持高达125 MSPS的更新速率。AD9762的灵活单电源工作电压范围为2.7 V至5.5 V和低功耗非常适合便携式和低功耗应用。它的功耗可以进一步提高减少到仅仅45 mW而没有显着降低通过降低满量程电流输出来实现性能。亦是掉电模式可将待机功耗降低至大约25 mW。

AD9762采用先进的CMOS工艺制造。分段电流源架构与a组合专有的开关技术,以减少杂散成分并增强动态性能。边沿触发输入锁存器和1.2 V温度补偿带隙基准电压源集成在一起,可提供完整的单片电路DAC解决方案。灵活的电源选项支持+3 V和+5 V.CMOS逻辑系列。

特征

引脚兼容的TxDAC产品系列的成员

125 MSPS更新率

12位分辨率

出色的无杂散动态范围性能

SFDR至Nyquist @ 5 MHz输出:70 dBc

差分电流输出:2 mA至20 mA

功耗:175 mW @ 5 V至45 mW @ 3 V。

掉电模式:5 V时为25 mW片上1.20 V基准电压源,单+5 V或+3 V电源操作

封装:28引脚SOIC和TSSOP边沿触发锁存器

应用

通信传输通道:

基站(单/多通道应用)

ADSL / HFC调制解调器

直接数字合成(DDS)

仪表

功能框图

提供差分电流输出以支持单端或差分应用。两者之间的匹配电流输出确保增强动态性能差分输出配置。目前的产出可能是直接连接到输出电阻,提供两个互补的单端电压输出或直接馈入变压器。输出电压兼容范围为1.25 V.片上参考和控制放大器配置为最大的准确性和灵活性AD9762可以驱动通过片上参考或通过各种外部参考电压。内部控制放大器提供宽广的(> 10:1)调节范围允许AD9762满量程电流在保持的同时在2 mA至20 mA范围内进行调节出色的动态性能。因此,AD9762可以在降低的功率水平下工作,或者在20 dB范围内调整提供额外的增益测距功能。

AD9762采用28引脚SOIC和TSSOP封装。它适用于工业温度范围。

产品亮点

1。 AD9762是TxDAC产品系列的成员之一提供向上或向下的组件选择路径基于分辨率(8到14位),性能和成本。

2.采用CMOS工艺制造,AD9762采用专有的开关技术,可提高动态性能,超越之前的高性能功率/成本双极或BiCMOS器件。

3。片上,边沿触发输入CMOS锁存器易于连接至+3 V和+5 V CMOS逻辑系列。 AD9762可以支持更新速率高达125 MSPS。

4.灵活的单电源工作范围2.7 V至5.5 V和宽满量程电流调节范围为2 mA至20 mA允许AD9762以降低的功耗运行。

5. AD9762的电流输出可轻松配置为各种单端或差分电路拓扑结构。

PIN配置图

规格的定义:线性误差(也称为积分非线性或INL)线性误差定义为最大偏差理想输出的实际模拟输出,由a确定从零到满刻度的直线。

微分非线性(或DNL)DNL是模拟值变化的度量,标准化满量程,与数字输入的1 LSB变化相关联

码。

单调性:如果输出增加或,则D / A转换器是单调的随着数字输入的增加,它保持不变。

偏移误差:输出电流偏离理想值为零称为偏移误差。对于IOUTA,当预期为0 mA时输出输入都是0。对于IOUTB,全部预期为0 mA输出输入设置为1秒。

增益错误:实际和理想输出范围之间的差异。该实际跨度由所有输入设置时的输出决定当所有输入都设置为0时,减去1s减去输出。

输出合规范围:电流输出输出端的允许电压范围DAC。超出最大合规限制的操作可能导致输出级饱和或击穿导致非线性性能。

温度漂移:温度漂移指定为最大变化环境(+ 25°C)值到TMIN或TMAX的值。对于偏移和增益漂移,漂移以满量程的ppm报告每度C的范围(FSR)。对于参考漂移,漂移是以每摄氏度ppm报告。

电源拒绝:作为耗材的满量程输出的最大变化从名义到最小和最大指定不等电压。

安顿时间:输出到达并保持在a内所需的时间关于其最终值的指定误差带,从中测量开始输出转换。

小故障冲动:DAC中的非对称切换时间会产生不希望的情况输出瞬态,由毛刺脉冲量化。它是指定为pV-s中毛刺的净面积。

无杂散动态范围:输出均方根幅度之间的差值(以dB为单位)信号和指定带宽上的峰值杂散信号。

总谐波失真:THD是前六次谐波的均方根和的比率组件到测量输出信号的均方根值。它是

表示为百分比或分贝(dB)。

多音功率比:包含多个幅度相等的载波音调的输出的无杂散动态范围。它被测量为载波音调的均方根幅度之间的差异去除音调区域中的峰值杂散信号。

基本AC表征测试设置

下图显示了AD9762的简化框图。AD9762由大型PMOS电流源阵列组成能够提供高达20 mA的总电流。该阵列分为31个相等的电流组成5最高有效位(MSB)。接下来的4位或中间位由15个相等的电流源组成,其值为1/16MSB电流源。其余的LSB是二进制加权的中间位电流源的一部分。实施间和低位用电流源代替R-2R梯形,增强了其多音面的动态性或低幅度信号,有助于保持DAC的高电平输出阻抗(即>100kΩ)。所有这些电流源都切换到一个或另一个通过PMOS差动电流开关输出两个输出节点(即IOUTA或IOUTB)。这些交换机基于一种新架构,可显着改善失真性能。这个新的交换机架构减少了各种定时错误并提供将互补驱动信号与输入相匹配差动电流开关。

AD9762的模拟和数字部分是分开的可以操作的电源输入(即AVDD和DVDD)独立于2.7伏至5.5伏范围。数字化部分,能够运行高达125 MSPS的时钟rate,由边沿触发锁存器和段解码组成逻辑电路。模拟部分包括PMOS电流源,相关的差分开关,1.20 V带隙电压基准和参考控制放大器。

满量程输出电流由参考电压调节控制放大器,可通过一个2 mA至20 mA设置外部电阻,RSET。外部电阻组合使用使用参考控制放大器和电压参考VREFIO,设置镜像的参考电流IREF通过适当的缩放来分割电流源因子。满量程电流IOUTFS是该值的三十二倍IREFDAC传输功能AD9762提供互补电流输出IOUTA和IOUTB。 IOUTA将提供接近满量程的电流输出,IOUTFS,当所有位都为高(即DAC CODE = 4095)时IOUTB是互补输出,不提供电流。该出现在IOUTA和IOUTB上的电流输出是函数输入代码和IOUTFS都可以表示为:IOUTA =(DAC代码/ 4096)×IOUTFS(1)IOUTB =(4095 - DAC代码)/ 4096×IOUTFS(2)其中DAC CODE = 0到4095(即,十进制表示)。

如前所述,IOUTFS是引用的函数电流IREF,名义上由参考电压设定REFIO和外部电阻RSET。它可以表示为:IOUTFS = 32×IREF(3)其中IREF = VREFIO / RSET(4)两个电流输出通常会驱动电阻负载直接或通过变压器。如果需要直流耦合,IOUTA和IOUTB应直接连接到匹配的电阻负载,RLOAD,它们与模拟公共ACOM相连。注意,RLOAD可以表示等效的负载电阻IOUTA或IOUTB就像双重终止一样50Ω或75Ω电缆。出现单端电压输出在IOUTA和IOUTB节点上简单地说:

VOUTA = IOUTA×RLOAD(5)VOUTB = IOUTB×RLOAD(6)请注意,VOUTA和VOUTB的满量程值不应超过指定的输出合规范围以保持指定失真和线性性能。差分电压VDIFF出现在IOUTA和

IOUTB是:VDIFF =(IOUTA - IOUTB)×RLOAD(7)替换IOUTA,IOUTB和IREF的值; VDIFF可以表示为:

VDIFF = {(2 DAC CODE - 4095)/ 4096}×(32 RLOAD / RSET)×VREFIO(8)最后两个方程突出了一些优点以差分方式操作AD9762。首先是差异操作将有助于消除相关的共模错误源

IOUTA和IOUTB,如噪声,失真和直流偏移。二,差分码依赖电流和后续电流电压VDIFF是单端电压值的两倍输出(即VOUTA或VOUTB),从而提供两倍的信号给负载供电。注意,单端的增益漂移温度性能(VOUTA和VOUTB)或AD9762的差分输出(VDIFF)可以通过选择温度跟踪电阻来增强

RLOAD和RSET由于它们的比例关系如图所示在等式8中。

AD9762内置1.20 V带隙基准电压可以通过外部引用轻松禁用和覆盖。 REFIO可以作为输入或输出,具体取决于是选择内部参考还是外部参考。如果REFLO与ACOM绑定,如图40所示,内部参考被激活,REFIO提供1.20 V输出。在在这种情况下,必须从外部补偿内部参考使用REFIO的0.1μF或更高的陶瓷芯片电容器此外,REFIO应该用外部缓冲放大器的输入偏置电流小于100 nA(如果有的话)需要额外的装载。

通过将REFLO连接到,可以禁用内部参考AVDD。在这种情况下,然后可以应用外部参考到REFIO,如下图所示。外部参考可以提供固定的参考电压以提高精度漂移性能或变化的参考电压用于增益控制。注意,不需要0.1μF补偿电容因为内部参考被禁用,而高输入REFIO的阻抗(即1MΩ)可以最大限度地减少任何负载外部参考。

控制放大器允许宽(10:1)调整范围通过设置IREF,IOUTFS在2 mA至20 mA范围内62.5μA和625μA。 IOUTFS的宽调整范围提供了一些应用优势。第一个好处涉及到直接用于AD9762的功耗,即与IOUTFS成比例(参考功耗部分)。第二个好处与20 dB调整有关,即对系统增益控制有用。参考控制放大器的小信号带宽是大约1.4 MHz,可以通过连接来减少COMP1和AVDD之间的外部电容。的输出控制放大器COMP1通过a进行内部补偿50 pF电容,限制控制放大器的小信号带宽并降低其输出阻抗。任何额外的外部电容进一步限制了带宽并起到了作用滤波器可降低参考放大器的噪声影响。下图显示了外部之间的关系电容器和-3 dB带宽的小信号

参考放大器。由于-3 dB带宽对应到主导极点,因此时间常数,稳定控制放大器到阶梯参考输入的时间响应可以近似。任何重建的最佳失真性能通过安装0。1μF外部电容获得波形。因此,如果IREF固定用于应用,则为0。1μF陶瓷芯片建议使用电容器。此外,由于控制放大器是针对低功耗操作进行了优化,使应用倍增要求大信号摆动应考虑使用外部控制放大器,以增强应用程序的整体大信号乘以带宽和/或失真性能。有两种方法可以改变IREF的固定值RSET。

第一种方法适用于单电源系统哪个内部引用被禁用,以及共模REFIO的电压在1.25 V的合规范围内变化REFIO可以由单电源放大器驱动DAC,因此允许IREF针对固定的RSET进行改变。自从REFIO的输入阻抗约为1MΩ,简单,低电压R-2R梯形DAC配置为电压模式拓扑可用于控制增益。该电路如下图所示在上图中使用AD7524和外部1.2 V基准电压源,AD1580。

第二种方法可用于双供电系统中其中REFIO的共模电压是固定的,而IREF是通过外部电压VGC改变,通过放大器施加到RSET。该方法的一个例子如图44所示内部参考用于设置共模电压控制放大器的电压为1.20 V.外部电压VGC为参考ACOM,不应超过1.2 V.该值RSET的结果是IREFMAX和IREFMIN不超过62.5μA和625μA。下图中的相关方程式可用于确定RSET的值。

在一些应用中,用户可以选择使用外部控制放大器来增强乘法带宽,失真性能和/或结算时间。 外部放大器能够驱动50 pF负载(例如AD817)适用于此目的。它以与其并行的方式配置较弱的内部参考放大器,如下图所示。在这种情况下,外部放大器只是过度驱动较弱的参考控制放大器。另外,自内部控制放大器具有有限的电流输出,它将不会受到损坏如果过载。

模拟输出

AD9762产生两个互补电流输出,IOUTA和IOUTB,可配置为单端或差别操作。IOUTA和IOUTB可以转换成互补单端电压输出,VOUTA和VOUTB,通过负载电阻RLOAD,如DAC传输中所述功能部分由等式5到8表示。差分VOUTA和VOUTB之间存在的电压VDIFF也可以通过变压器或差分放大器配置转换为单端电压。交流的表现AD9762是最佳的,使用差分变压器耦合输出指定,其中IOUTA和IOUTA的电压摆IOUTB限制为±0。5 V。如果是单端单极性输出理想的,IOUTA应该被选中。

AD9762的失真和噪声性能可以AD9762配置为差分工作时增强。IOUTA和IOUTB的共模错误源通过a的共模抑制可以显着降低变压器或差分放大器。这些共模误差源包括偶数阶失真产物和噪声。失真性能的提高变得更多当重建波形的频率内容增加时,这是重要的。这是由于首次取消订单

各种动态共模失真机制,数字化穿通和噪音。通过a执行差分到单端转换变压器还提供将两次重建信号功率输送到负载的能力(即,假设没有源终止)。由于IOUTA和IOUTB的输出电流是互补,它们在差别处理时变成添加剂。正确选择的变压器将允许AD9762为不同负载提供所需的功率和电压电平。有关各种示例,请参阅应用AD9762部分输出配置。IOUTA和IOUTB的输出阻抗由与电流源相关的PMOS开关的等效并联组合,并联通常为100kΩ5 pF。它也略微取决于输出电压

(即,VOUTA和VOUTB)由于PMOS器件的性质。因此,将IOUTA和/或IOUTB保持在虚拟地通过I-V运算放大器配置将产生最佳直流线性。注意,AD9762的I??NL / DNL规范通过IOUTA维持虚拟接地来测量,运算放大器.


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