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特征
低功耗，单纳米数模转换器；AD5660:16位；AD5640:14位；AD5620:12位；保证12位精度；片上，1.25 V/2.5 V，5 ppm/℃基准；微型8导SOT-23、MSOP和LFCSP封装；在5伏时，电源降到480毫安，在3伏时，电源降到200毫安；3V/5V单电源；通过设计保证16位单调性；开机重置为零/中刻度；3断电功能；与施密特触发输入的串行接口；轨对轨运行；同步中断设施。
应用
过程控制；数据采集系统；便携式电池供电仪器；数字增益和偏移调整；可编程电压电流源；可编程衰减器。
一般说明
AD5620/AD5640/AD5660，纳米DAC的成员8482; 系列设备，低功耗，单，12-/14-/16位，缓冲电压输出dac，通过设计保证其单调性。
AD5620/AD5640/AD5660-1部件包括一个内部，1.25 V，5 ppm/℃参考电压，提供满标度输出电压范围为2.5 V。AD5620/AD5640/AD5660-2-3部件包括内部，2.5 V，5 ppm/℃参考电压，提供满标度输出电压范围为5V。与各部件相关的参考电压为可从VREFOUT引脚获得。
这些部件包括一个上电复位电路，以确保DAC输出功率高达0 V（AD5620/AD5640/AD5660-1-2）或中刻度（AD5620-3和AD5660-3），并一直保持到有效的写入发生。部件断电将设备的电流消耗降低到5V时为480NA，并提供软件可选择的输出负载在断电模式下。耗电量为在5 V时为2.5 mW，在断电模式下降至1微W。
AD5620/AD5640/AD5660片上精度输出放大器允许实现轨对轨输出摆动。为了遥感应用中输出放大器的逆变用户可以输入。AD5620/AD5640/AD5660使用一个多功能的3线串行接口，工作在时钟频率上升至30 MHz，并与标准SPI174;和QSPI兼容™,微丝™和数字信号处理器接口标准。
产品亮点
1、保证12-/14-/16位nanoDAC-12位精度。
2、片上，1.25 V/2.5 V，5 ppm/℃基准。
3、提供8铅SOT-23、MSOP和LFCSP封装。
4、上电重置为0 V或中刻度。
5、10微秒沉淀时间。
定时特性
所有输入信号均以tr=tf=1 ns/V（10%至90%V）指定，并从（V+V）/2的电压电平开始计时。见图2。V=2.7 V至5.5 V；所有规格T至T，除非另有说明。
绝对最大额定值
TA=25°C，除非另有说明。
应力高于绝对最大额定值可能会对设备造成永久性损坏。这是一种压力仅限额定值；设备在这些或任何其他超出操作条件的情况本规范中的章节并不隐含。暴露于绝对长期的最大额定条件可能会影响设备可靠性。
典型性能特征
术语
相对精度
对于DAC，相对精度或积分非线性（INL）是指通过DAC传递函数端点的直线的最大偏差（lsb）的测量。图6到图8显示了典型的INL和代码。
微分非线性（DNL）
差分非线性是任意两个相邻码的测量变化和理想1lsb变化之间的差值。指定的最大值为±1 LSB的微分非线性确保了单调性。设计上保证了该DAC的单调性。图9至图11显示了典型的DNL与代码。
零码错误
零代码错误是将零代码（0x0000）加载到DAC寄存器时输出错误的度量。理想情况下，输出应为0 V。由于DAC的输出不能低于0 V，因此在AD5620/AD5640/AD5660中零码误差始终为正。这是由于DAC和输出放大器中的偏移误差的组合。零码错误以毫伏表示。图20显示了零代码错误与温度的关系图。
满标度误差
满标度误差是将满标度代码（0xFFFF）加载到DAC寄存器时输出误差的测量。理想情况下，输出应为V-1 LSB。满标度误差表示为满标度范围的百分比。图19显示了满标度误差与温度的关系图。
增益误差
这是对DAC量程误差的测量。它是DAC传输特性与理想值的斜率偏差，表示为满标度范围的百分比。
零码误差漂移
这是一种测量零码误差随温度变化的方法。以微伏/摄氏度表示。
增益温度系数
这是一种测量增益误差随温度变化的方法。以（满量程的ppm）/℃表示。
偏移误差
偏移误差是在传递函数的线性区域中测量V（实际值）和VOUT（理想值）之间的差，用mV表示。在AD5660上测量偏移误差，并将代码512加载到DAC寄存器中。它可以是消极的，也可以是积极的。
直流电源抑制比（PSRR）
这表示DAC的输出如何受到电源电压变化的影响。PSRR是DAC满标度输出的VOUT变化与VDD变化的比率。单位为分贝。VREF保持在2.5v，VDD变化±10%。
输出电压稳定时间
这表示DAC的输出在1/4到3/4满标度输入变化时稳定到指定水平的时间量。从SCLK的24个下降沿测量。
数模故障脉冲
数模故障脉冲是当DAC寄存器中的输入代码改变状态时注入模拟输出的脉冲。它通常被指定为nV-s中的故障区域，并在主进位转换（0x7FFF到0x8000）时数字输入码被1lsb改变时测量。见图32和图33。
数字馈通
数字馈通是从DAC的数字输入注入DAC的模拟输出的脉冲的测量，但在DAC输出未更新时测量。它在nV-s中指定，并通过数据总线上的满标度代码更改进行测量，即从所有0到所有1，或反之亦然。
噪声谱密度
这是对内部产生的随机噪声的测量。随机噪声的特征是频谱密度（每√Hz的电压）。它是通过将DAC加载到中刻度并在输出端测量噪声来测量的。测量单位为nV/√Hz。图38显示了噪声谱密度图。
操作理论
D/A段
AD5620/AD5640/AD5660数模转换器采用CMOS工艺制作。该结构由一个字符串DAC和一个输出缓冲放大器组成。这些部件包括一个内部1.25 V/2.5 V，5 ppm/℃的参考值，该参考值在内部增加了2。图39显示了DAC架构的框图。
因为DAC的输入编码是直接二进制的，所以理想的输出电压由：
其中：D是加载到DAC寄存器。AD5620的0到4095（12位）；AD5640的0到16383（14位）；AD5660的0到65535（16位）；N是DAC分辨率。
电阻串
电阻串部分如图40所示。它只是一个电阻串，每个电阻值都是R。加载到DAC寄存器的代码决定了串上哪个节点的电压被抽头进入输出放大器。通过关闭一个开关将串连接到放大器来切断电压。因为它是一串电阻，所以保证单调性。
内部参考
AD5620/AD5640/AD5660-1部件包括一个内部，1.25 V，5 ppm/℃参考电压，给出2.5 V的满标度输出电压。AD5620/AD5640/AD5660-2-3部件包括一个内部2.5 V，5 ppm/℃参考电压，给出5 V的满标度输出电压。与每个部件相关的参考电压可从VREFOUT引脚获得。如果引用输出用于驱动外部负载，则需要缓冲区。建议100 nF电容器放置在参考输出和GND之间，以确保参考稳定性。
输出放大器
输出缓冲放大器可以在其输出端产生轨对轨电压，使输出范围为0v至VDD。该输出缓冲放大器的增益为2，来自反馈路径中的50 kΩ电阻分压网络。输出放大器的反向输入可供用户使用，允许进行遥感。此VFB引脚必须连接到VOUT才能正常工作。它可以驱动2 kΩ的负载与1000 pF并联至GND。图22显示了输出放大器的源和汇能力。回转率为1.5 V/微秒，1/4至3/4满刻度沉降时间为10微秒。
串行接口
AD5620/AD5640/AD5660具有3线串行接口（SYNC、SCLK和DIN）与SPI、QSPI和MICROWIRE接口标准以及大多数dsp兼容。典型写入序列的时序图见图2。写入序列开始时将同步线调低。来自数据线的数据被记录到SCLK下降沿上的16位移位寄存器（AD5620/AD5640）或24位移位寄存器（AD5660）。串行时钟频率可高达30MHz，使AD5620/AD5640/AD5660与高速DSP兼容。在第16个下降时钟边缘（AD5620/AD5640）或第24个下降时钟边缘（AD5660）上，最后一个数据位被计时并执行编程功能，即，执行DAC寄存器内容的改变和/或操作模式的改变。在这个阶段，同步线可以保持在低位或高位。在这两种情况下，必须在下一个写入序列之前将其调高至少33 ns，以便同步的下降沿可以启动下一个写入序列。
因为当VIN=2v时，同步缓冲区会吸收更多的电流与VIN=0.8v时相比，在两个写入序列之间，SYNC应该处于低空闲状态，以实现部件的更低功率操作。不过，正如前面提到的，在下一个写入序列之前，必须再次提高同步。
输入移位寄存器
AD5620/AD5640型
AD5620/AD5640的输入移位寄存器宽16位（见图41和图42）。前两位是控制部件处于哪种操作模式（正常模式或三种断电模式中的任何一种）的控制位。下一个14/12位分别是数据位。它们被传送到SCLK的16下降沿上的DAC寄存器。
AD5660
AD5660的输入移位寄存器宽24位（见图43）。前六位是不在乎的。接下来的两个是控制部件处于哪种操作模式（正常模式或三种断电模式中的任何一种）的控制位。有关各种模式的更完整描述，请参阅“关机模式”部分。接下来的16位是数据位。它们被传送到SCLK 24下降沿上的DAC寄存器。
同步中断
在AD5660的正常写入序列中，同步线在SCLK的至少24个下降沿保持低电平，并且DAC在24个下降沿上更新。但是，如果同步在24下降沿之前被调高，这将作为写入序列的中断。移位寄存器被重置，写入序列被视为无效。DAC寄存器内容的更新和操作模式的改变都不会发生（见图44）。类似地，在AD5620/AD5640的正常写入序列中，同步线在SCLK的至少16个下降沿保持低电平，并且DAC在16个下降沿上更新。然而，如果同步在16小时下降沿之前被调高，这将作为写入序列的中断。
上电复位
AD5620/AD5640/AD5660系列包含一个通电复位电路，在通电期间控制输出电压。AD5620/AD5640/AD5660-1-2 DAC输出功率可达0 V，AD5620/AD5660-3 DAC输出功率可达中刻度。在向DAC发出有效的写入序列之前，输出将保持在该级别，这在应用程序中非常有用，因为在DAC通电过程中，了解其输出的状态非常重要。
断电模式
AD5620/AD5640/AD5660有四种独立的操作模式。这些模式可通过在控制寄存器中设置两位进行软件编程。表7和表8显示了位的状态如何对应于设备的工作模式。
当两个位都设置为0时，该部件在5V时正常工作，其正常功耗为550微安。但是，对于三种断电模式，电源电流在5V时降至480NA（在3V时为200NA）。不仅电源电流下降，而且输出级从放大器的输出内部切换到具有已知值的电阻网络。其优点是，当部件处于断电模式时，部件的输出阻抗是已知的。有三种选择：输出通过1 kΩ或100 kΩ电阻器内部连接到GND，或保持开路（三种状态）。输出级如图45所示。
当电源关闭模式启动时，偏置发生器、输出放大器、基准、电阻串和其他相关的线性电路都将关闭。但是，在断电时，DAC寄存器的内容不受影响。对于VDD=5 V和VDD=3 V，退出断电的时间通常为5微秒（见图31）。
微处理器接口
AD5660至Blackfin®ADSP-BF53x接口
图46显示了AD5660和Blackfin ADSP-BF53x微处理器之间的串行接口。ADSP-BF53x处理器系列包含两个用于串行和多处理器通信的双通道同步串行端口SPORT1和SPORT0。使用SPORT0连接到AD5660，接口设置如下：DT0PRI驱动AD5660的DIN管脚，而TSCLK0驱动部件的SCLK，同步由TFS0驱动。
AD5660-to-68HC11/68L11接口
图47显示了AD5660和68HC11/68L11微控制器之间的串行接口。68HC11/68L11的SCK驱动AD5660的SCLK，MOSI输出驱动DAC的串行数据线。同步信号来自端口线（PC7）。此接口正确操作的设置条件如下：68HC11/68L11配置为其CPOL位为0，CPHA位为1。当数据被传送到DAC时，同步线被取低（PC7）。当68HC11/68L11以这种方式配置时，出现在MOSI输出上的数据在SCK的下降沿上是有效的。68HC11/68L11的串行数据以8位字节传输，在传输周期中仅出现8个下降的时钟边缘。首先传输数据MSB。为了将数据加载到AD5660，在传输前8位之后，PC7保持低位，对DAC执行第二个串行写入操作，并且在该过程结束时，PC7被取高位。
AD5660-to-80C51/80L51接口
图48显示了AD5660和80C51/80L51微控制器之间的串行接口。接口设置如下：80C51/80L51的TxD驱动AD5660的SCLK，RxD驱动部件的串行数据线。同步信号再次来自端口上的位可编程管脚。在这种情况下，使用端口线P3.3。当数据要传送到AD5660时，P3.3取低。80C51/80L51仅以8位字节发送数据；因此，在发送周期中仅出现8个下降的时钟边缘。为了将数据加载到DAC，P3.3在前8位被发送后保持低电平，并且启动第二个写入周期来发送数据的第二字节。P3.3在本循环完成后升高。80C51/80L51首先输出串行数据LSB；然而，AD5660要求其数据以MSB作为接收的第一位。80C51/80L51传输例程应考虑到这一点。
AD5660至微线接口
图49显示了AD5660和任何微线兼容设备之间的接口。串行数据在串行时钟的下降沿移出，并在SK的上升沿上进入AD5660。
应用程序信息
使用REF19x作为
AD5620/AD5640/AD5660
由于AD5620/AD5640/AD5660所需的电源电流极低，另一种选择是使用REF19x电压基准（REF195为5V或REF193为3V）为部件提供所需电压（见图50）。如果电源噪声很大，或者系统电源电压不是5 V或3 V，例如15 V，则这一点特别有用。REF19x为AD5620/AD5640/AD5660输出稳定的电源电压。如果使用低压差REF195，则需要向AD5660提供500微安的电流。这对DAC的输出没有负载。当DAC输出被加载时，REF195也必须向负载提供电流。所需的总电流（DAC输出上有5 kΩ负载）为：
REF195的负载调节通常为2ppm/mA，这将导致从其吸取的1.5ma电流的误差为3ppm（15μV）。这对应于AD5660的0.197 LSB错误。
使用AD5660的双极操作
AD5660设计用于单电源操作，但也可以使用图51中的电路实现双极输出范围。图51给出了±5 V的输出电压范围。使用AD820或OP295作为输出放大器可以实现放大器输出时的轨对轨操作。任何输入代码的输出电压可以计算为：
其中D表示十进制的输入代码（0到65535）。当V=5 V，R1=R2=10 kΩ时，
这导致输出电压范围为±5 V，其中0x0000对应于-5 V输出，0xFFFF对应于+5 V输出。
使用AD5660作为隔离、可编程、4毫安至20毫安的过程控制器
在许多过程控制系统的应用中，二线制电流变送器被用来通过噪声环境传输模拟信号。这些电流变送器使用4毫安的零刻度信号电流为变送器的信号调节电路供电。这些发射机的满标度输出信号为20毫安。过程控制的逆向方法也可以使用，其中使用低功率、可编程的电流源来控制远程定位的传感器或回路中的设备。
执行此功能的电路如图52所示。使用AD5660作为控制器，该电路提供4至20毫安的可编程输出电流，与DAC的数字代码成比例。控制器的偏压由ADR02提供，无需外部微调，原因有二：第一，ADR02的初始输出电压公差很小；第二，AD8627和AD5660的电源电流消耗都很低。整个电路，包括光耦合器，从4毫安的总预算消耗不到3毫安。AD8627调节输出电流以满足AD8627的非旋转节点处的电流总和。
对于图52所示的值，
其中D=0≤D≤65535，当AD5660的数字代码等于0xFFFF时，提供20毫安的满标度输出电流。4毫安时的偏移微调由P2提供，而P1在20毫安时提供电路增益微调。因为AD8627的非垂直输入在虚拟地面上，所以这两个trim不相互作用。该电路中需要肖特基二极管D1，以防止环路供电瞬态将AD8627的非转换输入拉低到其逆变输入300毫伏以上。
如果没有这个二极管，这种瞬态可能会导致AD8627的相位反转和控制器的锁存。电路的回路供电电压符合性受ADR02的最大输入电压限制，范围为12 V至40 V。
使用AD5620/AD5640/AD5660和电隔离界面
对于工业环境中的过程控制应用，通常需要使用电隔离接口来保护和隔离控制电路，使其免受DAC工作区域可能出现的危险共模电压的影响。iCoupler®提供超过2.5千伏的隔离。AD5620/AD5640/AD5660使用3线串行逻辑接口；因此，ADuM1300 3通道数字隔离器提供所需的隔离（见图53）。部件的电源也必须隔离，这是通过使用变压器来完成的。在变压器的DAC侧，5 V稳压器提供AD5620/AD5640/AD5660所需的5 V电源。
电源旁路及接地
当准确度在电路中很重要时，仔细考虑电路板上的电源和接地回路布局是有帮助的。包含AD5620/AD5640/AD5660的印刷电路板应具有单独的模拟和数字部分，每个部分都有自己的电路板区域。如果AD5620/AD5640/AD5660位于其他设备需要AGND到DGND连接的系统中，则应仅在一个点进行连接。该接地点应尽可能靠近AD5620/AD5640/AD5660。
AD5620/AD5640/AD5660的电源应使用10μF和0.1μF电容器旁路。电容器的物理位置应尽可能靠近设备，理想情况下，0.1μF电容器应正好对着设备。10μF电容器为钽珠型。重要的是，0.1μF电容器具有低效串联电阻（ESR）和低效串联电感（ESI），这是常见陶瓷类型电容器的典型特征。该0.1μF电容器为内部逻辑开关产生的瞬态电流引起的高频提供低阻抗接地路径。
电源线本身应具有尽可能大的轨迹，以提供低阻抗路径并减少对电源线的故障影响。带有快速开关数字信号的时钟和其他部件应通过数字接地与电路板的其他部分隔离。尽可能避免数字和模拟信号交叉。当线路在线路板的相对侧交叉时，确保它们彼此成直角，以减少线路板上的馈通效应。最佳的电路板布局技术是微带技术，其中电路板的组件侧仅用于接地平面，而信号迹线放置在焊料侧。然而，这并不总是可能与2层板。
外形尺寸
