16位、30 MSPS D/A轉(zhuǎn)換器AD768：高性能與多功能的完美結(jié)合

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的性能直接影響到系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。AD768作為一款16位、30 MSPS的D/A轉(zhuǎn)換器，憑借其出色的特性和廣泛的應(yīng)用場景，成為了眾多工程師的首選。今天，我們就來深入了解一下這款A(yù)D768轉(zhuǎn)換器。

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產(chǎn)品特性與亮點(diǎn)

卓越性能參數(shù)

AD768具有30 MSPS的更新速率和16位的分辨率，在14位時(shí)，線性度表現(xiàn)出色，DNL為1/2 LSB，INL為1 LSB。其快速穩(wěn)定時(shí)間僅為25 ns，能使輸出快速達(dá)到滿量程的0.025%。在1 MHz輸出時(shí)，SFDR可達(dá)86 dBc，THD為 -71 dBc，低毛刺脈沖僅為35 pV - s，功耗為465 mW。此外，芯片還集成了2.5 V參考電壓、邊沿觸發(fā)鎖存器和乘法參考能力。

突出優(yōu)勢

• 動(dòng)態(tài)性能出色：低毛刺和快速穩(wěn)定時(shí)間使其在波形重建或數(shù)字合成方面表現(xiàn)卓越，尤其適用于通信領(lǐng)域。
• 直流精度高：適用于高速A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用，確保了系統(tǒng)的高精度運(yùn)行。
• 接口兼容性好：片上邊沿觸發(fā)的輸入CMOS鎖存器可輕松與CMOS邏輯系列接口，支持高達(dá)40 MSPS的更新速率。
• 參考電壓靈活：集成了溫度補(bǔ)償?shù)?.5 V帶隙參考，可通過單個(gè)外部電阻生成參考輸入電流，也可使用外部參考。
• 輸出方式多樣：電流輸出可單端或差分使用，可連接負(fù)載電阻、外部運(yùn)算放大器求和節(jié)點(diǎn)或變壓器。
• 性能可優(yōu)化：通過合理選擇外部電阻和補(bǔ)償電容，用戶可針對目標(biāo)應(yīng)用優(yōu)化AD768的參考電平和帶寬。

產(chǎn)品詳細(xì)描述

架構(gòu)與工藝

AD768采用ADI的先進(jìn)雙極CMOS（ABCMOS）工藝制造，結(jié)合了雙極晶體管的速度、激光可微調(diào)薄膜電阻的精度和CMOS邏輯的效率。其分段電流源架構(gòu)與專有開關(guān)技術(shù)相結(jié)合，降低了毛刺能量，最大化了動(dòng)態(tài)精度。同時(shí)，集成了邊沿觸發(fā)輸入鎖存器和溫度補(bǔ)償帶隙參考，提供了完整的單片DAC解決方案。

輸出特性

AD768是電流輸出型DAC，標(biāo)稱滿量程輸出電流為20 mA，輸出阻抗為1 kΩ。提供差分電流輸出，支持單端或差分應(yīng)用。電流輸出可直接連接輸出電阻以提供電壓輸出，也可饋入高速放大器的求和節(jié)點(diǎn)以提供緩沖電壓輸出。此外，差分輸出還可與變壓器或差分放大器接口。

參考與控制

片上參考和控制放大器經(jīng)過優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最大的精度和靈活性。AD768可由片上參考或多種外部參考電壓驅(qū)動(dòng)，用戶可通過選擇外部電阻和電容來優(yōu)化參考帶寬和噪聲性能。

工作條件

AD768在±5 V電源下工作，典型功耗為465 mW。采用28引腳SOIC封裝，適用于工業(yè)溫度范圍。

規(guī)格參數(shù)詳解

分辨率與直流精度

AD768的分辨率為16位，在不同溫度條件下，線性誤差、差分非線性等直流精度指標(biāo)表現(xiàn)良好。例如，在TA = +25°C時(shí)，線性誤差為 -8 ±4 +8 LSB；在TMIN到TMAX范圍內(nèi)，線性誤差為 -8 +8 LSB。

模擬輸出參數(shù)

模擬輸出的偏移誤差為 -0.2 +0.2 % of FSR，增益誤差為 -1.0 20 +1.0 mA % of FSR，輸出合規(guī)范圍為 -1.2 +5.0 V，輸出電阻為0.8 1.0 1.2 kΩ，輸出電容為3 pF。

參考輸出與輸入

參考輸出電壓為2.5 +5.0 V，參考輸出電流為2.475 2.525 +15 mA，參考輸入電流為1 5 7 mA，參考帶寬在小信號(hào)和大信號(hào)情況下分別為28 MHz和9 MHz。

溫度系數(shù)

增益漂移、單極偏移漂移、參考電壓漂移等溫度系數(shù)指標(biāo)反映了AD768在不同溫度環(huán)境下的性能穩(wěn)定性。

動(dòng)態(tài)性能

最大輸出更新速率為30 MSPS，輸出穩(wěn)定時(shí)間（到0.025%）為35 ns，輸出傳播延遲為35 ns，毛刺脈沖為35 pV - s，輸出上升時(shí)間和下降時(shí)間分別為5 ns和3 ns，輸出噪聲為nV/√Hz，差分增益誤差為0.01 %，差分相位誤差為0.01 Degree。

數(shù)字輸入

數(shù)字輸入的邏輯“1”電壓為3.5 V，邏輯“0”電壓為1.5 V，輸入電容為10 pF，邏輯“1”電流和邏輯“0”電流分別為 -10 +10 μA，輸入建立時(shí)間為 -10 +10 ns，輸入保持時(shí)間為5 ns，鎖存脈沖寬度為10 ns。

交流線性度

在不同的輸出頻率和時(shí)鐘頻率下，AD768的無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）和總諧波失真（THD）表現(xiàn)良好。例如，在FOUT = 1.002 MHz、CLOCK = 10 MHz時(shí)，SFDR為86 dB，THD為 -71 dB。

引腳描述與配置

引腳功能

AD768的引腳涵蓋了模擬輸出、參考輸入輸出、數(shù)字輸入、電源等功能。例如，IOUTA為DAC電流輸出，REFOUT為參考輸出電壓，IREFIN為參考輸入電流，CLOCK為時(shí)鐘輸入等。

引腳配置

芯片采用28引腳SOIC封裝，引腳配置合理，方便與其他電路連接。

應(yīng)用輸出配置

電流輸出模式

在電流輸出模式下，輸出連接到虛擬地，輸出電流計(jì)算公式為 (I{OUT }=(DAC CODE / 65536) times (I{REFIN } × 4))。

電壓輸出模式

在電壓輸出模式下，輸出連接到電阻負(fù)載，輸出電壓計(jì)算公式為 (V{OUT }=I{OUT } × R{LOAD} | R{LAD})，進(jìn)一步推導(dǎo)可得 (V{OUT }=-V{REF } times (DAC CODE / 65536) × 4 times [(R{LOAD} | R{LAD}) / R_{REF}])。

典型配置示例

文檔中還給出了多種典型的輸出配置示例，包括緩沖電壓輸出、無緩沖電壓輸出等，為工程師提供了實(shí)際應(yīng)用的參考。

溫度與噪聲考慮

溫度影響

參考電壓在AD768的整體溫度性能中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)輸出為電流時(shí)，需盡量減小IREFIN的漂移，可通過使用內(nèi)部溫度補(bǔ)償參考和低溫度系數(shù)電阻來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)輸出為電壓時(shí)，選擇具有匹配溫度系數(shù)的電阻可抵消電阻值的漂移，提供最佳的漂移性能。

噪聲降低

通過在NR節(jié)點(diǎn)與負(fù)電源引腳之間連接外部電容，可降低參考放大器的帶寬和噪聲。電容的放置需注意盡量靠近封裝引腳，以減少引線長度。對于不需要高頻調(diào)制的應(yīng)用，建議連接1 μF左右的電容；對于純直流參考輸入，可使用多個(gè)電容更有效地過濾高低頻干擾。

總結(jié)

AD768作為一款高性能的16位、30 MSPS D/A轉(zhuǎn)換器，具有出色的動(dòng)態(tài)和直流性能，廣泛應(yīng)用于任意波形生成、通信波形重建、矢量筆畫顯示等領(lǐng)域。其豐富的特性和靈活的配置選項(xiàng)，為電子工程師在設(shè)計(jì)中提供了更多的可能性。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師可根據(jù)具體需求，合理選擇外部元件，優(yōu)化AD768的性能，以滿足不同系統(tǒng)的要求。大家在使用AD768的過程中，有沒有遇到過一些特別的問題或有獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。