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特征
AD5304:10导MSOP和10导LFCSP中的4个缓冲8位DAC；A、 W型：±1 LSB INL，B型：±0.625 LSB INL；AD5314:4个缓冲的10位DAC，10导MSOP和10铅LFCSP；A、 W版本：±4 LSB INL，B版本：±2.5 LSB INL；AD5324:4个缓冲12位DAC，10导MSOP和10铅LFCSP；A、 W型：±6LSB输入，B型：±10LSB输入低功率运行：500μA@3V，600μA@5V 2.5V～5.5V电源；通过设计保证所有代码的单调性，功率低至80毫安@3伏，200毫安@5伏双缓冲输入逻辑输出范围：0伏至VREF上电复位至0 V；同时更新输出（LDAC功能）低功耗、SPI、QSPI™-，微丝™-，和数字信号处理器-兼容的3线串行接口芯片，轨对轨输出缓冲放大器温度范围-40°C至+105°C，适合汽车应用。
应用
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；工业过程控制。
一般说明
AD5304/AD5314/AD5324是四个8位、10位和12位缓冲电压输出DAC，位于10线MSOP和10线LFCSP封装中，工作电压从单个2.5伏到5.5伏，在3伏时消耗500微安。其片上输出放大器允许以0.7伏/微秒的转换率实现轨对轨输出摆动。使用3线串行接口；它以高达30兆赫的时钟速率工作，并与标准的SPI、QSPI、微线和DSP接口标准兼容。
四个DAC的参考源于一个参考管脚。使用软件LDAC功能，所有dac的输出可以同时更新。这些部件包括一个上电复位电路，并确保DAC输出高达0v的电源，并保持在那里，直到对设备进行有效的写入。这些部件包含一个断电功能，可以将设备的电流消耗降低到200毫安@5伏（80毫安@3伏）。
这些部件在正常运行时的低功耗使它们非常适合便携式电池驱动设备。在5v时功耗为3mw，在3v时功耗为1.5mw，在掉电模式下功耗降至1μW。
典型性能特征
术语
相对精度或积分非线性（INL）
对于DAC，相对精度或积分非线性（INL）是LSB中通过DAC传递函数端点的直线的最大偏差的量度。典型的INL与代码图如图5、图6和图7所示。
微分非线性
差分非线性（DNL）是任意两个相邻码的测量变化与理想1lsb变化之间的差分。±1 LSB席的指定微分非线性保证了单调性。这种DAC通过设计保证了单声道。典型的DNL与代码图如图8、图9和图10所示。
偏移误差
这是对DAC和输出放大器的偏移误差的测量。它以满量程的百分比表示。
增益误差
这是对DAC量程误差的测量。它是实际DAC传输特性的斜率与理想值的偏差，用满标度范围的百分比表示。
偏移误差漂移
这是一种测量偏移误差随温度变化的方法。以（满量程的ppm）/℃表示。
增益误差漂移
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。
电源抑制比
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。它以分贝为单位。VREF保持在2v，VDD变化±10%。
直流串扰
这是一个DAC在中刻度时输出电平的直流变化，以响应全刻度代码变化（全0到全1，反之亦然）和另一个DAC的输出变化。它以微伏表示。
参考馈通
这是当DAC输出未被更新时，DAC输出处的信号振幅与参考输入的比值。它以分贝表示。
主要代码转换故障能量
主要代码转换故障能量是当DAC寄存器中的代码改变状态时注入模拟输出的脉冲能量。它通常被指定为nV-s中的故障区域，并在主进位转换（011...11到100...00或100...00至011...11） 是的。
数字馈通
数字馈通是当DAC输出未写入（同步保持高电平）时，从设备的数字输入引脚注入DAC模拟输出的脉冲的测量。它在nV-s中指定，并在数字输入引脚上以最坏情况变化进行测量（例如，从0到1或从0到1）。
数字串扰
这是响应于另一个DAC的输入寄存器中的满标度代码更改（所有0到所有1，反之亦然）而在中标度传输到一个DAC的输出的故障脉冲。用nV-s表示。
DAC到DAC串扰
这是由于一个数模转换器的数字代码改变和随后的另一个数模转换器的输出改变而转移到一个数模转换器的输出的故障脉冲。这包括数字和模拟串扰。通过在LDAC位设置为低的情况下加载一个具有满标度代码更改的DAC（所有0到所有1，反之亦然）并监视另一个DAC的输出来测量。故障能量用nV-s表示。
倍增带宽
DAC内的放大器具有有限的带宽。倍增带宽就是一个衡量标准。输出中会出现参考上的正弦波（将满标度代码加载到DAC）。倍频带宽是输出振幅降到低于输入3db的频率。
总谐波失真（THD）
这是理想正弦波和使用DAC的衰减正弦波之间的区别。正弦波用作DAC的参考，THD是DAC输出谐波的度量。它以分贝为单位。
操作理论
功能描述
AD5304/AD5314/AD5324是在CMOS工艺上制作的四电阻串DAC，分辨率分别为8、10和12位。每个包含四个输出缓冲放大器，并通过3线串行接口写入。它们从2.5v到5.5v的单电源工作，输出缓冲放大器以0.7v/μs的转换速率提供轨对轨输出摆幅。四个dac共用一个参考输入管脚。这些器件具有可编程的断电模式，在这种模式下，所有的dac都可以通过高阻抗输出完全关闭。
数字到模拟
一个DAC通道的结构由一个电阻串DAC和一个输出缓冲放大器组成。REFIN引脚的电压为DAC提供参考电压。图30显示了DAC架构的框图。由于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=加载到DAC寄存器：AD5304为0–255（8位）；AD5314为0–1023（10位）；AD5324的0–4095（12位）；N=DAC分辨率。
电阻串
电阻串部分如图31所示。它只是一个电阻串，每个电阻值都是R。加载到DAC寄存器的数字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。
DAC参考输入
四个DAC有一个参考输入引脚。引用输入未缓冲。用户可以有一个低至0.25伏或高达VDD的参考电压，因为没有限制，因为任何参考放大器的头空间或脚空间的要求。建议在外部电路中使用缓冲参考（例如，REF192）。输入阻抗通常为45 kΩ。
输出放大器
输出缓冲放大器能够在其输出端产生轨对轨电压，当参考电压为VDD时，输出范围为0v至VDD。它能够驱动2 kΩ的负载至GND或VDD，并与500 pF至GND或VDD并联。输出放大器的源和汇能力如图15所示。
转换速率为0.7v/μs，半标度稳定时间为±0.5lsb（八位）6μs。
上电复位
AD5304/AD5314/AD5324具有通电复位功能，以便在定义的状态下通电。通电状态使用正常操作，输出电压设置为0 V。
输入寄存器和DAC寄存器都用零填充，并保持零，直到对设备进行有效的写入序列。这对于在设备通电时了解DAC输出的状态非常重要的应用程序特别有用。
串行接口
AD5304/AD5314/AD5324由一个多功能的3线串行接口控制，该接口以高达30兆赫的时钟速率工作，并与SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP接口标准兼容。
输入移位寄存器
输入移位寄存器为16位宽。在串行时钟输入SCLK的控制下，数据作为16位字加载到设备中。这个操作的时序图见图2。16位字由4个控制位和8、10或12位DAC数据组成，具体取决于设备类型。数据首先加载MSB（位15），前两位确定数据是用于D A C A、DAC B、DAC C还是DAC D。位13和位12控制DAC的工作模式。位13是PD，确定部件是处于正常模式还是断电模式。位12是LDAC，控制DAC寄存器和输出何时更新。
地址和控制位
PD 0:所有四个DAC都进入断电模式，消耗只有200毫安@5伏。DAC输出进入高阻抗状态。
1： 正常操作。
LDAC 0：所有四个DAC寄存器，因此，所有DAC输出在写入序列完成时同时更新。
1： 只更新地址输入寄存器。DAC寄存器的内容没有变化。
AD5324使用所有12位DAC数据；AD5314使用10位，忽略2个LSB位。AD5304使用8位，忽略最后4位。数据格式为直接二进制，所有0对应于0 V输出，所有1对应于满标度输出（VREF-1 LSB）。
同步输入是一种电平触发输入，用作帧同步信号和芯片启用。可以传输数据只有在同步低时才能进入设备。若要启动串行数据传输，请将SYNC low设置为同步到SCLK的最小下降沿设置时间t4。当同步变低后，串行数据转移到SCLK下降沿上的设备输入移位寄存器中，持续16个时钟脉冲。SCLK的16个下降沿之后的任何数据和时钟脉冲都将被忽略，因为SCLK和DIN输入缓冲区已断电。在再次进行高低同步之前，不会再进行串行数据传输。在16个SCLK脉冲的下降沿之后，可以进行高同步，观察最小SCLK下降沿到同步上升沿的时间t7。串行数据传输结束后，数据自动从输入移位寄存器传输到所选数模转换器。如果在SCLK的16下降沿之前进行高同步，则数据传输中止，DAC输入寄存器不更新。当数据传输到三个DAC输入寄存器时，所有DAC寄存器和所有DAC输出在写入剩余的DAC输入寄存器时通过设置LDAC低同时更新。
低功耗串行接口
为了进一步降低设备的功耗，接口只有在设备被写入时（即，在同步的下降边缘）才会完全通电。一旦将16位控制字写入部件，SCLK和DIN输入缓冲区即断电。它们只有在同步下降时才会再次通电。
双缓冲接口
AD5304/AD5314/AD5324 DAC具有由两组寄存器输入寄存器和DAC寄存器组成的双缓冲接口。输入寄存器直接连接到输入移位寄存器，并在完成有效的写入序列时将数字代码传输到相关的输入寄存器。DAC寄存器包含电阻串使用的数字代码。
对DAC寄存器的访问由LDAC位控制。当LDAC位设置为高时，DAC寄存器被锁存，因此输入寄存器可以在不影响DAC寄存器内容的情况下改变状态。但是，当LDAC位设置为低时，所有DAC寄存器在完成写入序列后都会更新。
如果用户需要同时更新所有DAC输出，则这非常有用。用户可以分别写入三个输入寄存器，然后在写入其余的DAC输入寄存器时，通过将LDAC位设置为低，所有输出都会同时更新。
这些部分包含一个额外的特性，即除非自上次LDAC降低以来，DAC寄存器的输入寄存器已被更新，否则DAC寄存器不会更新。通常，当LDAC降低时，DAC寄存器被输入寄存器的内容填满。在AD5304/AD5314/AD5324的情况下，仅当自上次更新DAC寄存器以来输入寄存器已被更改时，该部分才更新DAC寄存器，从而消除不必要的数字串扰。
断电模式
AD5304/AD5314/AD5324具有低功耗，在3V电源下仅消耗1.5MW，而在3V电源下仅消耗3MW，5伏电源。当dac不在使用时，通过将其置于断电模式（由控制字的0 on Bit 13（PD）选择），可以进一步降低功耗。
当PD位设置为1时，所有DAC正常工作，5 V时的典型功耗为600μa（3 V时为500μa）。但是，在断电模式下，电源电流在5 V时降至200毫安（3 V时80毫安）当所有DAC断电时。不仅电源电流下降，而且输出级从放大器的输出内部切换，使其开路。它的优点是，当部件处于断电模式时，输出为三个状态，并且为连接到DAC放大器输出的任何东西提供了定义的输入条件。输出级如图35所示。
当电源关闭模式被激活时，偏置发生器、输出放大器、电阻串和所有其他相关的线性电路被关闭。但是，断电时，寄存器的内容不受影响。当VDD＝3 V时，输出功率下降的时间通常为2.5μs，VDD＝5 V，5μs。这是从16 SCLK脉冲的下降席到输出电压偏离其掉电电压的时间。图22显示了一个图。
微处理器接口
AD5304/AD5314/AD5324至ADSP-21xx
图36显示了AD5304/AD5314/AD5324和ADSP-21xx系列之间的串行接口。ADSP-21xx设置为在运动传输交替帧模式下工作。ADSP-21xx运动版通过运动控制寄存器编程，必须配置如下：内部时钟操作、有效低帧和16位字长。在启用运动后，通过将一个字写入Tx寄存器来启动传输。数据在数字信号处理器串行时钟的每个上升沿上计时，并在数模转换器SCLK的下降沿上计时到AD5304/AD5314/AD5324。
AD5304/AD5314/AD5324至68HC11/68L11接口
图37显示了AD5304/AD5314/AD5324和68HC11/68L11微控制器之间的串行接口。68HC11/68L11的SCK驱动AD5304/AD5314/AD5324的SCLK，而MOSI输出驱动DAC的串行数据线（DIN）。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如上配置时，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AD5304/AD5314/AD5324，在传输前8位之后，PC7保持低位，对DAC执行第二串行写入操作，并且在该过程结束时，PC7取高位。
AD5304/AD5314/AD5324至80C51/80L51接口
图38显示了AD5304/AD5314/AD5324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AD5304/AD5314/AD5324的SCLK，而RxD驱动串行零件的数据线。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。当数据要发送到AD5304/AD5314/AD5324时，P3.3取低。80C51/80L51传输数据只有8位字节；因此在传输周期中只有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以首先具有LSB的格式输出串行数据。AD5304/AD5314/AD5324要求其数据以MSB作为接收的第一位。80C51/80L51发送例程考虑到了这一点。
AD5304/AD5314/AD5324至微丝接口
图39显示了AD5304/AD5314/AD5324与任何微线兼容设备之间的接口。串行数据在串行时钟SK的下降沿上移位，并在SK的上升沿上进入AD5304/AD5314/AD5324，该上升沿对应于DAC的SCLK的下降沿。
应用程序信息
典型应用电路
AD5304/AD5314/AD5324可用于广泛的参考电压范围，其中设备在0V到VDD的参考范围内提供完整的一象限倍增能力。
更典型的情况是，这些设备使用固定的、精确的参考电压。适用于5V操作的参考文献是AD780和REF192（2.5V参考文献）。对于2.5V操作，合适的外部基准是AD589，1.23V带隙基准。图40显示了使用外部引用时AD5304/AD5314/AD5324的典型设置。
如果需要0 V到VDD的输出范围，最简单的解决方案是将参考输入连接到VDD。由于该电源不太精确且可能有噪声，因此AD5304/AD5314/AD5324可以通过参考电压供电；例如，使用5 V参考电压，如REF195。REF195可以为AD5304/AD5314/AD5324输出稳定的电源电压。从RIF195需要的电流是600μA的电源电流，大约112μA到参考输入席。DAC输出没有负载。当DAC输出被加载时，REF195也需要向负载提供电流。所需的总电流（每个输出有10 kΩ负载）为：712μA+4（5 V/10 kΩ）=2.70毫安。
REF195的负载调节通常为2ppm/mA，由此产生的2.7ma电流误差为5.4ppm（27μV）。这对应于8位的0.0014 LSB错误和12位的0.022 LSB错误。
使用AD5304/AD5314/AD5324的双极操作
AD5304/AD5314/AD5324设计用于单电源操作，但也可以使用图41中的电路实现双极输出范围。该电路的输出电压范围为±5 V。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如下：
其中：D是加载到DAC的代码的十进制等价物；N是DAC分辨率。
REFIN是参考电压输入：
过程控制应用的光隔离接口
AD5304/AD5314/AD5324具有多功能的3线串行接口，使其成为过程控制和工业应用中产生精确电压的理想选择。由于噪音、安全要求或距离，可能需要将AD5304/AD5314/AD5324与控制器隔离。这可以很容易地通过使用光电隔离器，提供超过3千伏的隔离。实际达到的数据速率受所选光耦合器类型的限制。AD5304/AD5314/AD5324的串行加载结构使它们非常适合用于光隔离应用。图42显示了AD5304的光隔离接口，在AD5304中，DIN、SCLK和SYNC由光耦合器驱动。部件的电源也需要隔离。这是通过使用变压器来完成的。在变压器的DAC侧，5v稳压器提供AD5304所需的5v电源。
解码多个AD5304/AD5314/AD5324S
AD5304/AD5314/AD5324上的同步管脚可在应用中用于解码多个DAC。在该应用中，系统中的所有dac接收相同的串行时钟和串行数据，但SYNC在任何时候只能激活到其中一个设备，从而允许访问16通道系统中的四个通道。74HC139用作2到4线解码器，以寻址系统中的任何DAC。为了防止定时错误，当编码地址输入改变状态时，启用输入必须处于非活动状态。图43显示了一个系统中解码多个AD5304设备的典型设置图。
AD5304/AD5314/AD5324作为数字可编程窗口检测器
使用AD5304/AD5314/AD5324中的两个DAC的数字可编程上限/下限检测器如图44所示。测试的上限和下限加载到DAC A和DAC B，DAC A和DAC B依次设置CMP04上的限值。如果车辆识别号输入处的信号不在编程的窗口内，则LED指示故障状态。类似地，D a C和DAC D可用于对第二VIN信号的窗口检测。
电源旁路及接地
在任何精度很重要的电路中，仔细考虑电源和接地回路布局有助于确保额定性能。安装AD5304/AD5314/AD5324的印刷电路板的设计使得模拟和数字部分被分离并限制在板的某些区域。如果AD5304/AD5314/AD5324处于多个设备需要AGND到DGND连接的系统中，则仅在一个点进行连接。星形接地点尽可能靠近设备。AD5304/AD5314/AD5324具有10μF的充足电源旁路，与位于尽可能靠近封装的电源上的0.1μF并联，理想情况下正对着设备。10μF电容器为钽珠型。0.1μF电容器具有低的有效串联电阻（ESR）和有效串联电感（ESI），如提供高频低阻抗接地通道的常用陶瓷类型，用于处理内部逻辑开关产生的瞬态电流。
AD5304/AD5314/AD5324的电源线使用尽可能大的迹线来提供低阻抗路径，并减少故障对电源线的影响。时钟等快速开关信号被数字接地屏蔽，以避免向电路板的其他部分辐射噪声，并且永远不会在参考输入附近运行。避免数字和模拟信号交叉。板的相对两边的痕迹彼此成直角。这减少了通过电路板的馈通效应。到目前为止，微带技术是最好的，但双面板并不总是可行的。在这种技术中，电路板的组件侧专用于接地平面，而信号线则放置在焊料侧。
外形尺寸
