特征
微功率-100 A；单电源-2.7 V至5.5 V操作；紧凑型1.75 mm高SO-8包装和1.1 mm高的TSSOP-8包装；AD7390-12位分辨率；AD7391-10位分辨率；与Schmitt兼容的SPI和QSPI串行接口；触发器输入。
应用
汽车0.5 V至4.5 V输出跨距电压；便携式通信；数字控制校准。
一般说明
AD7390/AD7391系列10位和12位电压输出数模转换器设计用于操作从单个3V电源。使用CBCMOS工艺制造，这些单片dac为用户提供低成本和易用性在单电源3V系统中。操作保证超过电源电压范围为2.7伏至5.5伏，耗电量小于100微安使该设备成为电池驱动应用的理想选择。
满标度电压输出由外部施加参考输入电压。铁路到铁路再到DACOUT允许满标度电压设置为正提供VDD或两者之间的任何值。
双缓冲串行数据接口提供高速，使用数据的3线、SPI和微控制器兼容输入（SDI）、时钟（CLK）和负载选通（LD）引脚。另外，CLR输入在通电或根据用户要求。
两个部件都以相同的引脚提供，以允许用户选择适用于他们的决议的数量电路卡重新设计。
AD7390/AD7391是在扩展工业上指定的（40°C至85°C）温度范围。AD7391AR是规定为 40°C至 125°C汽车温度范围。AD7390/AD7391s提供塑料浸渍，以及低剖面1.75毫米高SO-8表面贴装封装。这个AD7391ARU适用于超薄应用1.1 mm TSSOP-8包装。
AD7390/AD7391–典型性能特征
操作
AD7390和AD7391是一组引脚兼容的12位/10位数模转换器。这些单电源操作装置在2.7伏至5.5伏的电源电压范围内工作时，所消耗的电流不到100微安，非常适合电池供电的应用。它们包含一个电压开关，12位/10位，激光修剪的数模转换器，轨对轨输出运算放大器，串行输入寄存器和一个DAC寄存器。外部参考输入具有恒定的输入电阻，与DAC的数字代码设置无关。此外，参考输入可以与VDD连接到相同的电源电压，从而产生0到VDD的最大输出电压跨度。与SPI兼容的串行数据接口由串行数据输入（SDI）、时钟（CLK）和加载（LD）管脚组成。CLR引脚可用于将DAC寄存器重置为零刻度。此功能可用于将开机重置或系统故障恢复到已知状态。
D/A转换器段
电压开关R-2R DAC根据以下等式根据连接到VREF引脚的外部参考电压产生输出电压：
其中D是加载到DAC寄存器中的十进制数据字，N是DAC分辨率的位数。在这种情况下使用2.5 V参考电压的10位AD7391，等式1简化为：
使用公式2，当D=512时，VOUT的标称中标度电压为1.25 V；满标度电压为2.497 V。LSB步长为=2.5 1/1024=0.0024 V。
对于从5.0V参考电压运行的12位AD7390，公式1变为：
使用方程3，AD7390提供了D=2048时2.5 V的标称中标度电压和4.998 V的满标度输出。LSB步长为=5.0 1/4096=0.0012 V。
放大器部分
内部DAC的输出由低功耗的精密放大器缓冲。运算放大器的典型沉降时间为60微秒，达到满量程的0.1%。负回转信号和正回转信号的稳定时间略有不同。此外，在零伏的最后6个lsb内的负过渡稳定时间具有延长的稳定时间。该放大器的轨对轨输出级被设计为在任何一个电源附近工作时提供精确的性能。图5显示了具有N通道下拉FET的轨对轨放大器的等效输出示意图，该FET将输出负载直接拉至GND。输出源电流由一个P通道上拉装置提供，该装置可以向接地端负载源电流。
轨对轨输出级提供±1毫安的输出电流。图5所示的N沟道输出下拉MOSFET具有35Ω的导通电阻，该电阻设置了接近地面的漏电流能力。除了阻性负载驱动能力外，该放大器还经过精心设计，具有高达100 pF的电容性负载驱动能力。
参考输入
参考输入端具有独立于数字代码的恒定输入电阻，这会减少外部参考电压源上的故障。高2 MΩ输入阻抗使AD7390/AD7391 D/A转换器内的功耗最小化。VREF输入接受从接地到正极电源电压VDD的输入电压。保存外部参考电压源的最简单应用之一是将VREF端子连接到正极VDD电源。这种连接导致轨对轨电压输出跨度最大化编程范围。参考输入将接受交流信号，只要它们保持在电源电压范围内，0<VREF IN<VDD。参考带宽和积分非线性误差性能在典型性能部分绘制（见TPCs 14和15）。比率参考特性使AD7390/AD7391成为AD7896等比率模数转换器的理想伴侣。
电源
AD7390/AD7391的极低功耗是电路设计的直接结果优化了CBCMOS工艺的使用。利用CMOS的低功耗特性和互补双极晶体管的低噪声、紧密匹配，获得了良好的模拟精度。AD7390/AD7391中使用的轨对轨输出放大器的一个优点是可用电源电压范围宽。对该部件进行了全面规定，并在2.7 V至5.5 V的电压范围内进行了操作测试。
电源旁路及接地
精密模拟产品，如AD7390/AD7391，需要经过良好过滤的电源。由于AD7390/AD7391从一个3伏到5伏的电源供电，似乎很方便地接入数字逻辑电源。不幸的是，逻辑电源通常是一种开关模式设计，它在20千赫至1兆赫范围内产生噪声。此外，由于布线电阻和电感，快速逻辑门可以产生100毫伏振幅的故障。由此产生的电源噪声意味着必须特别注意确保保持DAC的固有精度。当处理AD7390的电源接地和旁路时，应进行良好的工程判断。
AD7390应直接由系统电源供电。如图6所示，这种布置采用LC滤波器和独立的电源和接地连接，将模拟部分与逻辑开关瞬态隔离。
然而，无论是否有单独的电源跟踪，大量的电源旁路将减少电源线引起的误差。建议在所有应用中使用由10μF钽电解槽和0.1μF陶瓷电容器并联组成的本地电源旁路（图7）。
输入逻辑电平
所有数字输入均采用齐纳型ESD保护结构（图8）进行保护，该结构允许逻辑输入电压超过VDD电源电压。如果用户在3V电源上操作AD7390/AD7391时，以5V CMOS逻辑输入电压电平驱动一个或多个数字输入，则此功能非常有用。如果使用这种接口模式，请确保5V CMOS的VOL满足在3V下工作的AD7390/AD7391的VIL输入要求。数字逻辑输入阈值与工作VDD电源电压的关系图见TPC 6。
为了将接近VIH和VIL逻辑输入电压规格的输入逻辑电平的功耗降至最低，采用了Schmitt触发器设计，与传统CMOS输入级相比，将输入缓冲电流消耗降至最低。TPC 5显示了增量输入电压与电源电流的关系图，显示了当逻辑电平处于静态时，可以忽略的电流消耗。正常的交叉电流仍然发生在逻辑转换过程中。施密特触发器的第二个优点是，当使用标准CMOS逻辑接口或光隔离器时，防止了由于缓慢移动的逻辑转换而产生的假触发器。逻辑输入SDI、CLK、LD、CLR都包含施密特触发电路。
数字接口
AD7390/AD7391具有双缓冲串行数据输入。串行输入寄存器与DAC寄存器分开，后者允许在不干扰当前DAC值的情况下将新的数据值预加载到串行寄存器中。数字部分的功能框图如图4所示，而表I包含控制逻辑输入的真值表。
三个引脚控制串行数据输入。串行数据输入（SDI）处的数据被记录到CLK上升沿的移位寄存器中。数据以MSB first格式输入。加载12位AD7390 DAC值需要12个时钟脉冲。如果额外的位被记录到移位寄存器中，例如当微控制器发送两个8位字节时，将忽略msb（图9）。CLK引脚仅在负载（LD）高时启用。低分辨率10位AD7391包含10位移位寄存器。AD7391也首先加载10位数据的MSB。同样，如果额外的位被记录到移位寄存器中，则只使用最后10个被记录的位。
负载引脚（LD）控制从移位寄存器到DAC寄存器的数据流。在一个新值被记录到串行输入寄存器后，它将通过负载引脚（LD）的负转换被传输到DAC寄存器。
复位（CLR）引脚
强制CLR引脚低将设置DAC寄存器为所有零，DAC输出电压将为零伏。复位功能可用于在通电时或电源中断后将DAC输出设置为零。测试系统和电机控制器是许多应用程序中的两个，它们从通电到已知状态中受益。外部复位脉冲可以由微处理器的上电复位信号、微处理器的输出或外部电阻和电容产生。CLR有一个施密特触发器输入，当使用外部电阻/电容产生的脉冲时，它产生一个干净的复位功能。CLR输入重写其他逻辑输入，特别是LD。但是，在CLR变高之前，应该将LD设置为高。如果CLR保持在低位，则一旦CLR返回高位，移位寄存器的内容将被传输到DAC寄存器。见控制逻辑真值表一。
单极输出操作
这是AD7390的基本工作模式。如图10所示，AD7390设计用于驱动低至5 kΩ的负载，并与100 pF并联。此操作的代码表如表四所示。
根据应用性能要求，该电路可配置外部参考加电源，或由单个专用调节器或参考供电。
双极输出操作
尽管AD7391设计用于单电源操作，但输出可以很容易地配置为双极操作。典型电路如图11所示。该电路使用干净的5伏稳压电源供电，同时也提供电路的参考电压。由于AD7391的输出范围从地面摆动到非常接近5V，因此有必要选择一个外部放大器，其共模输入电压范围延伸到其正电源轨。微功耗OP196正是为此目的而设计的，其最大功耗仅为50微安。连接相同值的470 kΩ电阻器可产生电压增益为2的差分放大器工作模式，从而产生10伏（即25伏至15伏）的电路输出跨距。由于DAC编程为零代码000H至中刻度200H至满刻度3FFH，因此电路输出电压VO设置为25伏、0伏和15伏V（减去1 LSB）。输出电压VO根据等式4以偏移二进制编码。
其中D是加载在AD7391 DAC寄存器中的十进制代码。请注意，LSB步长为10/1024=10 mV。该电路已针对微功耗进行了优化，包括470 kΩ增益设置电阻器，该电阻器应具有低温系数以保持精度和匹配（最好是相同的材料，如金属薄膜）。如果需要更好的稳定性，可以用精确的参考电压代替电源，例如低压差REF195，它可以很容易地为电路的162μa电流供电，并且仍然为连接到VO的负载提供额外的电源。微功率REF195保证提供10毫安的输出驱动电流，但内部仅消耗50微安。如果需要更高的分辨率，则AD7390可以与插入到软件编码中的另外两位数据一起使用，这将导致2.5 mV LSB步长。表V显示双极操作电路应用提供的标称输出电压VO的示例。
微机接口
AD7390串行数据输入为各种单片机（μCs）提供了一个简单的接口。许多μc具有内置的串行数据能力，可用于与DAC通信。在没有提供串行端口的情况下，或者正在将其用于某些其他目的（例如RS-232通信接口），AD7390/AD7391可以很容易地在软件中寻址。
需要12个数据位才能将值加载到AD7390中。如果在加载LD输入变高之前发送超过12位，则忽略额外的（即，最重要的）位。此功能很有价值，因为大多数μCs仅以8位增量发送数据。因此，μC向DAC发送16位而不是12位。但是，AD7390将只响应最后12位进入SDI输入，因此串行数据接口不受影响。
需要10个数据位才能将值加载到AD7391中。如果在load LD返回high之前传输超过10位，则忽略多余的位。
外形尺寸
尺寸单位为英寸和（mm）。
