ad5689芯片资料ad5689r_5687r_cn

1、 双通道、16/12位nanoDAC+ 内置2 ppm/C基准电压源和SPI接口产品特性 高相对精度(INL)：16位时最大2 LSB功能框图GNDVDDVREF低漂移2.5 V基准电压源：2 ppm/C(典型值) 小型封装：3 mm 3 mm、16引脚LFCSP 总不可调整误差(TUE)：0.1% FSR(最大值) 失调误差：1.5 mV(最大值)增益误差：0.1% FSR(最大值)高驱动能力：20 mA，0.5 V(供电轨)用户可选增益：1或2(GAIN引脚)复位到零电平或中间电平(RSTSEL引脚)1.8 V逻辑兼容 带回读或菊花链的50 MHz SPI低毛刺：0.5 nV-sec鲁棒的

2、HBM(额定值为4 kV)和FICDM ESD(额定值为1.5 kV)性能低功耗：3.3 mW (3 V)2.7 V至5.5 V电源 温度范围：40C至+105CAD5689R/AD5687RVLOGIC2.5V REFERENCESCLKINPUTRRDACREERSTRING DAC AVOUTAEGISTEGISTSYNCBUFFERSTRING DAC BINPUT REGISTERDAC REGISTERSDINVOUTBBUFFERSDOPOWER-ON RESETGAIN =1/2POWER- DOWN LOGICLDAC RESETRSTSELGAIN图1.表1. 双通道nan

3、oDAC+器件应用 光收发器 基站功率放大器 过程控制(PLC I/O卡) 工业自动化 数据采集系统 产品特色 1. 高 相 对 精 度 (INL) 。 AD5689R(16位)：2 LSB(最大值) AD5687R(12位)：1 LSB(最大值)2. 低漂移2.5 V片内基准电压源。典型温度系数为2 ppm/C最大温度系数为5 ppm/C3. 两种封装选择。 3 mm 3 mm、16引脚LFCSP16引脚TSSOP概述 AD5689R/AD5687R属于nanoDAC+系列，分别是低功耗、 双通道、16/12位缓冲电压输出模数转换器(DAC)。内置 2.5 V、2 ppm/C内部基准电压源(

4、默认使能)和增益选择引脚，满量程输出为2.5 V(增益=1)或5 V(增益=2)。这些器件采用2.7 V至5.5 V单电源供电，通过设计保证单调性，并具有小于0.1% FSR的增益误差和1.5 mV的失调误差性能。两款器件均提供3 mm 3 mm LFCSP和TSSOP封装。 AD5689R/AD5687R 还内置一个上电复位电路和一个RSTSEL引脚，确保DAC输出上电至零电平或中间电平，直 到执行一次有效的写操作为止。每个器件都具有各通道独立掉电特性，在掉电模式下，器件在3V时的功耗降至4A。AD5689R/AD5687R采用多功能串行外设接口(SPI)，时钟速率最高达50 MHz，并均包

5、含一个为1.8 V/3 V/5 V逻辑电平准备的VLOGIC引脚。 Rev. ADocument FeedbackInformation furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, noresponsibility is assumed by Analog Devicesforitsuse, nor foranyinfringements ofpatents orother rightsofthirdpartiesthatmay resultfrom itsuse. Speci ca

6、tions subjecttochangewithoutnotice. No licenseis grantedby implicationor otherwiseunderanypatentor patentrightsof AnalogDevices. Trademarksandregisteredtrademarksarethepropertyoftheirrespectiveowners.One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.470020132014 Analog D

7、evices, Inc. All rights reserved.Technical SADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 INTERFACE LOGIC11256-001接口 基准电压源 16位 12位 SPI内部外部 AD5689R AD5689AD5687R AD5687I2C内部外部 N/A N/AAD5697RN/AAD5689R/AD5687R 目录 特性1应用1功能框图1概述

8、1产品特色1修订历史2技术规格3交流特性5时序特性6菊花链和回读时序特性7绝对最大额定值9ESD警告9引脚配置和功能描述10典型性能参数11术语17工作原理19数模转换器19传递函数19DAC架构19串行接口20独立操作21写命令和更新命令21菊花链操作21回读操作22掉电工作模式22加载DAC(硬件LDAC引脚)23LDAC 屏蔽寄存器23硬件复位(RESET)24复位选择引脚(RSTSEL)24内部基准电压源设置24回流焊24热滞25应用信息26微处理器接口26AD5689R/AD5687R与ADSP-BF531的接口26AD5689R/AD5687R与SPORT的接口26布局指南26电流

9、隔离接口26外形尺寸27订购指南28修订历史 2014年5月 修订版0至修订版A删除表1中的长期稳定性/漂移参数4删除图11；重新排序11删除“长期温度漂移”部分242013年2月 修订版0：初始版 Rev. A | Page 2 of 28AD5689R/AD5687R技术规格 除非另有说明，VDD = 2.7 V至5.5 V；1.8 V VLOGIC 5.5 V；所有规格均相对于TMIN至TMAX而言。RL = 2 k ；CL = 200 pF。表2.Rev. A | Page 3 of 28参数 A级1最小值典型值 最大值 B级1最小值典型值 最大值 单位 测试条件/注释 静态性能2AD

10、5689R分 辨 率相对精度 差分非线性 AD5687R分 辨 率相对精度差分非线性零代码误差失调误差 满量程误差增益误差 总不可调整误差 失调误差漂移3 增益温度系数3 直流电源抑制比3 直流串扰31628281120.12210.44+0.14+0.010.20.020.20.010.250.25110.152321612131120.12110.41.5+0.11.5+0.010.10.020.10.010.10.2110.15232位 LSB LSB位LSB LSBmV mV% ofFSR% ofFSR% ofFSR% of FSR V/C ppm mV/VVV/mA V增益 = 2增

11、益 = 1通过设计保证单调性 通过设计保证单调性 DAC寄存器载入全0 DAC寄存器载入全1外部基准电压源；增益 = 2；TSSOP内部基准电压源；增益 = 1；TSSOP用FSR/C表示 DAC编码 = 中间量程； VDD = 5 V 10%单通道、 满量程输出变化引起负载电流变化引起 (各通道)掉电引起 输出特性3输出电压范围 容性负载稳定性 阻性负载4负载调整率 短路电流5供电轨上的负载阻抗6 上电时间 0VREF02 VREF2101808040252.50VREF02 VREF2101808040252.5V VnF nF kV/mA V/mAmAs增益 = 1增益 = 2；参见图3

12、1 RL = RL = 1 k5 V 10%，DAC代码 = 中间电平；30 mA IOUT 30 mA3 V 10%，DAC代码 = 中间电平；20 mA IOUT 20 mA见图31退出掉电模式； VDD = 5 VAD5689R/AD5687R 1 A级和B级温度范围为40C至+105C。 2 除非另有说明，直流规格均在输出端无负载的情况下测得。上行死区 = 10 mV，它仅存在于V = V 且增益 = 1时或V /2 = V 且增益 = 2时。线性度计算REFDDREFDD使用缩减的代码范围：256至65,280 (AD5689R)和12至4080 (AD5687R)。 3 通过设计和

13、特性保证，但未经生产测试。 4 通道A的输出电流最高可达30 mA。类似地，在结温高达110C下，通道B的输出电流最高可达30 mA。 5 V= 5 V。器件包含限流功能，旨在保护器件免受暂时性过载条件影响。限流期间结温可以超过最大值，但在额定最大结温以上的温度下工作时，器件可DD靠性会受影响。 6 从任一供电轨吸取负载电流时，相对于该供电轨的输出电压裕量受输出器件的25 典型通道电阻限制。例如，当吸电流为1 mA时，最小输出电压 = 25 1 mA = 25 mV(见图31)。 7 初始精度预焊回流为750 V；输出电压包括预调理漂移的影响。参见“内部基准电压源设置”部分。 8 基准电压源在

14、两个温度上进行调整和测试，且表征温度范围为40C至+105C。 9 基准电压源温度系数采用黑盒法计算。详情见“术语”部分。 10 接口未启用。两个DAC启用。DAC输出端无负载。 11 两个DAC掉电。 Rev. A | Page 4 of 28参数 A级1最小值典型值 最大值 B级1最小值典型值 最大值 单位 测试条件/注释 基准输出 输出电压7基准电压温度系数8, 9输出阻抗3输出电压噪声3输出电压噪声密度3负载调整率(源电流)3 负载调整率(吸电流)3 输出电流负载能力3电压调整率3 热滞32.49752.50255200.041224020405100125252.49752.5025

15、250.04122402040510012525Vppm/CV p-pnV/HzV/mA V/mA mAV/V ppm ppm环境温度 参见“术语”部分 0.1 Hz至10 Hz环境温度下；f = 10 kHz， CL = 10 nF环境温度 环境温度 VDD 3V环境温度第一个周期其它周期 逻辑输入3 输入电流 输入低电压(VINL) 输入高电压(VINH) 引脚电容 20.3 VLOGIC0.7 VLOGIC220.3 VLOGIC0.7 VLOGIC2A V VpF每引脚 逻辑输出(SDO)3输出低电压(VOL) 输出高电压(VOH) 悬空态输出电容 0.4VLOGIC 0.440.4V

16、LOGIC 0.44V VpFISINK = 200 AISOURCE = 200 A电源要求VLOGIC ILOGIC VDDVDD IDD正常模式10全掉电模式111.85.532.75.5VREF + 1461.85.532.75.5VREF + 146VA V VmA mAA A增益 = 1增益 = 2VIH = VDD，VIL = GND， VDD = 2.7 V至5.5 V内部基准电压源关闭 内部基准电压源开启， 满量程 40C至+85C40C至+105CAD5689R/AD5687R交流特性 除非另有说明

17、，VDD = 2.7 V至5.5 V；RL = 2 k 至GND；CL = 200 pF至GND；1.8 V VLOGIC 5.5 V；所有规格均相对于TMIN至TMAX而言。通过设计和特性保证，未经生产测试。 表3.1 参见术语部分。 2 温度范围：40C至+105C，典型值在25C。 3 以数字方式生成频率为1 kHz的正弦波。 Rev. A | Page 5 of 28参数1最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/备注2输出电压建立时间AD5689 AD5687R压摆率 数模转换毛刺脉冲数字馈通 数字串扰 模拟串扰DAC间串扰 总谐波失真(THD)3输出噪声谱密度(NSD) 输出噪声 信

18、噪比(SNR)无杂散动态范围(SFDR) 信纳比(SINAD)585803006908380s s V/snV-sec nV-sec nV-sec nV-sec nV-sec dBnV/Hz V p-p dBdB dB到量程建立到2 LSB到量程建立到2 LSB主进位1 LSB变化 环境温度下； BW = 20 kHz，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHzDAC代码 = 中间电平，10 kHz；增益 = 20.1 Hz至10 Hz环境温度下； BW = 20 kHz，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHz环境温度下； BW = 20 kHz

19、，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHz环境温度下； BW = 20 kHz，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHzAD5689R/AD5687R 时序特性 所有规格均为TMIN至TMAX，除非另有说明。所有输入信号均在tR = tF = 1 ns/V (10% to 90% of VDD)情况下标定并从(VIL + VIH)/2点评器开始计时。见图2。VDD = 2.7 V至5.5 V，1.8 V VLOGIC 5.5 V；VREF = 2.5 V。 表4.= 2.7 V至5.5 V且2.7 V V V 时，最大SCLK频率为50 MHz。通过设计和特性保证，未经生产测试。 1

20、VDDLOGICDDt9 t1 SCLKt2t8t3t7t4SYNCt6t5SDINDB23DB0t10t12LDAC1 t11LDAC2t13RESET t14VOUTX1ASYNCHRONOUS LDAC UPDATE MODE.2SYNCHRONOUS LDAC UPDATE MODE.图2. 串行写入操作Rev. A | Page 6 of 2811256-003参数11.8 V VLOGIC 2.7 V2.7 V VLOGIC 5.5 V单位 说明 最小值最大值 最小值最大值 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8t9 t10 t11 t12 t13 t14上电时间 3316

21、16155515201625302030304.5201010105510201015202030304.5ns ns ns ns ns ns ns nsns ns ns ns ns ns sSCLK周期时间SCLK高电平时间SCLK低电平时间 SYNC 到SCLK下降沿建立时间数据建立时间 数据保持时间 SCLK下降沿到SYNC上升沿 最小SYNC高电平时间(更新单通道或双通道) SYNC 下降沿到SCLK下降沿忽略 LDAC 低电平脉冲宽度 SCLK下降沿到LDAC上升沿SCLK下降沿到LDAC下降沿RESET 低电平最小脉冲宽度RESET 脉冲启动时间 退出掉电模式并进入正常工作模式所需

22、的时间； 第24个时钟沿到DAC中间电平值的90%， 且输出端无负载 AD5689R/AD5687R菊花链和回读时序特性 所有规格均为TMIN至TMAX，除非另有说明。所有输入信号均在tR = tF = 1 ns/V (10% to 90% of VDD)情况下标定并从(VIL + VIH)/2点评器开始计时。见图4和图5。VDD = 2.7 V至5.5 V，1.8 V VLOGIC 5.5 V；VREF = 2.5 V。VDD = 2.7 V至5.5 V。 表5.1510ns5SYNC 上升沿到SCLK上升沿 = 2.7 V至5.5 V且1.8 V V V 时，最大SCLK频率为25 MHz

23、或15 MHz。通过设计和特性保证，未经生产测试。 1 VDDLOGICDD电路图和时序图200AIOLTO OUTPUTPINVOH (MIN)CL 20pF200AIOH图3. 数字输出(SDO)时序规格的负载电路SCLK48t11t8t12SYNCDB23DB0SDININPUT WORD FOR DAC N + 1t10DB23DB0SDOUNDEFINEDINPUT WORD FOR DAC N图4. 菊花链时序图Rev. A | Page 7 of 2811256-00411256-00524t4t6t5DB23DB0INPUT WORD FOR DAC N参数11.8 V VLO

24、GIC 2.7 V2.7 V VLOGIC 5.5 V单位 说明 最小值最大值 最小值最大值 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9t10 t115t126633333355156060361540202020551030302510ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns nsSCLK 周 期 时 间SCLK高电平时间SCLK低电平时间SYNC 到SCLK下降沿数据建立时间 数据保持时间 SCLK下降沿到SYNC上升沿最小SYNC高电平时间 最小SYNC高电平时间 SCLK上升沿到SDO数据有效时间SCLK下降沿到SYNC上升沿 AD5689R/AD5687R

25、 t1SCLK242411t3tt9tt742t8SYNCt6t5DB23DB0DB23DB0SDINNOP CONDITIONt10INPUT WORD SPECIFIES REGISTER TO BE READDB23DB0DB23DB0SDOUNDEFINEDSELECTED REGISTER DATA CLOCKED OUT图5. 回读时序图Rev. A | Page 8 of 2811256-006AD5689R/AD5687R绝对最大额定值除非另有说明，TA = 25。 表6.注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它超出本

26、技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。 ESD警告ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 1 人体模型(HBM)分类。Rev. A | Page 9 of 28参数 额定值 VDD 至 GND VLOGIC至GND VOUT至GND VREF至GND数字输入电压至GND工作温度范围存储温度范围结温 16引脚TSSOP，JA热阻， 0气流(4层板)16

27、引脚LFCSP，JA热阻， 0气流(4层板)回流焊峰值温度， 无铅(J-STD-020)ESD1 FICDM0.3 V至+7 V0.3 V至+7 V0.3 V至VDD + 0.3 V0.3 V至VDD + 0.3 V0.3 V至VLOGIC + 0.3 V40C至+105C65C至+150C 125C112.6C/W70C/W260C4 kV1.5 kVAD5689R/AD5687R 引脚配置和功能描述VOUTA 1GND 2VDD 3NC 412 SDIN11 SYNC10 SCLKVREF 116RSTSELAD5689R/ AD5687RRESETSDINNC VOUTA GND VDD

28、 NC VOUTBSDO215AD5689R/ AD5687RTOP VIEW(Not to Scale)9VLOGIC314413SYNC SCLK VLOGICGAIN512611TOP VIEW(Not to Scale)7108 9 LDAC NOTES1. THE EXPOSED PAD MUST BE TIED TO GND.2. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.图6. 16引脚LFCSP的引脚配置 NOTES1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.图7. 16引脚TSSO

29、P引脚配置 表7. 引脚功能描述Rev. A | Page 10 of 28VOUTB 5SDO 6LDAC 7GAIN 816 NC15 VREF14 RSTSEL13 RESET11256-00711256-008引脚编号 引脚名称 说明 LFCSPTSSOP123456789101112131415161734567891011121314151612N/AVOUTA GND VDDNC VOUTB SDOLDACGAINVLOGIC SCLKSYNC SDIN RESETRSTSEL VREFNC EPADDAC A的模拟输出电压。输出放大器能以轨到轨方式工作。AD5689R/AD56

30、87R上所有电路的接地基准点。 电源输入引脚。AD5689R/AD5687R可以采用2.7 V至5.5 V电源供电， 电源应通过并联的10 F电容和0.1 F电容去耦至GND。 不连接。请勿连接该引脚。 DAC B的模拟输出电压。输出放大器能以轨到轨方式工作。 串行数据输出。SDO可用于以菊花链形式将多个AD5689R/AD5687R器件连接在一起或用于回读。串行数据在SCLK上升沿传输，而且在该时钟下降沿有效。 LDAC 支持两种工作模式：异步和同步。发送脉冲使该引脚变为低电平后， 当输入寄存器有新数据时，可以更新任意或全部DAC寄存器；两个DAC输出可以同时更新。也可以将该引脚永久接为低电

31、平。 增益选择。当该引脚与GND相连时，两个DAC的输出范围均为0 V至VRE 。F如果该引脚与V相连，则两个DAC的输出范围为0 V至2 V 。 LOGICREF数字电源。电压范围为1.8 V至5.5 V。 串行时钟输入。数据在串行时钟输入的下降沿读入移位寄存器。数据能够以最高50 MHz的速率传输。 低电平有效控制输入。这是输入数据的帧同步信号。 当SYNC变为低电平时，数据在后续24个时钟的下降沿读入。串行数据输入。该器件有一个24位输入移位寄存器。 数据在串行时钟输入的下降沿读入寄存器。 异步复位输入。RESET输入对下降沿敏感。当RESET为低电平时，所有LDAC脉冲都被忽略。当RE

32、SET有效时，输入寄存器和DAC寄存器更新为零电平或中间电平， 具体取决于RSTSEL引脚的状态。 上电复位选择。将该引脚连接至GND时，可将两个DAC上电至零电平。将该引脚连接至V时，可将两个DAC上电至中间电平。 LOGIC基准电压。AD5689R/AD5687R有一个公用基准引脚。使用内部基准电压源时，此引脚为基准输出。 使用外部基准电压源时，此引脚为基准输入。此引脚默认用作基准输出。不连接。请勿连接该引脚。 裸露焊盘。裸露焊盘必须连接到GND。 AD5689R/AD5687R典型性能参数2.50201600DEVICE 1DEVICE 2 DEVICE 3DEVICE 4DEVICE

33、5VDD = 5V2.501514002.501012002.500510002.50008002.49956002.49904002.49852002.498004020020406080100120101001k10k100k1MTEMPERATURE (C)FREQUENCY (MHz)图8. 内部基准电压与温度的关系(B级)图11. 内部基准电压源噪声谱密度与频率的关系2.5020VDD = 5V TA = 25CT2.50152.5010 2.5005 2.50001 2.4995 2.4990 2.49852.49804020020406080100120CH1 10VM1.0sA

34、 CH1160mVTEMPERATURE (C)图9. 内部基准电压与温度的关系(A级)图12. 内部基准电压源噪声(0.1 Hz至10 Hz)2.500090VDD = 5V802.4999702.4998602.499750402.499630 2.4995 202.499410 2.499300.0050.0030.0010.0010.0030.00500.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0TEMPERATURE DRIFT (ppm/C)ILOAD (A)图10. 基准电压输出温度漂移直方图 图13. 内部基准电压与负载电流的关系Rev. A |

35、 Page 11 of 28NUMBER OF UNITSVREF (V)VREF (V)11256-01011256-00911256-011VREF (V)NSD (nV/ Hz)11256-01411256-01311256-015VDD = 5V TA = 25CDEVICE 1DEVICE 2 DEVICE 3DEVICE 4DEVICE 5VDD = 5VVDD = 5V TA = 25CAD5689R/AD5687R 101088664422002244668810100100002000030000400005000060000CODE062512501875CODE25003

36、1253750 4096图14. AD5689R积分非线性(INL)与代码的关系 图17. AD5687R INL与代码的关系1.01.00.20.2001.00100002000030000400005000060000CODE062512501875CODE250031253750 4096图15. AD5689R差分非线性(DNL)与代码的关系 图18.AD5687RDNL与代码的关系2.50021082.5000642.499822.4996022.4994462.499282.4990102.5

37、3.03.54.04.5VDD (V)5.05.5401060TEMPERATURE (C)110图16. 内部基准电压与电源电压的关系图19.INL误差和DNL误差与温度的关系Rev. A | Page 12 of 28VREF (V)DNL (LSB)INL (LSB)11256-01911256-01711256-016DNL (LSB)INL (LSB)ERROR (LSB)11256-02111256-02011256-018 INL DNLVDD = 5V TA = 25CREFERENCE = 2.5VD1TA = 25CD3D2VDD = 5V TA = 25CINTERNAL

38、 REFERENCE = 2.5VVDD = 5V TA = 25CREFERENCE = 2.5VVDD = 5V TA = 25CINTERNAL REFERENCE = 2.5VVDD = 5V TA = 25CREFERENCE = 2.5VAD5689R/AD5687R10VDD = 5V TA = 25CREFERENCE = 2.5V1.481.2641.02INL0.8 0DNL0.6240.4ZERO-CODE ERROR6 0.2VDD = 5V OFFSET ERROR8T = 25CA0 REFERENCE = 2.5V10402002040608010012000.5

39、 1.0 1.52.0 2.5 3.0VREF (V)3.5 4.0 4.55.0TEMPERATURE (C)图20. INL误差和DNL误差与VREF的关系图23 零代码误差和偏置误差与温度的关系0.101080.0860.0640.0420.02GAIN ERRORINL0 0 DNLFULL-SCALE ERROR20.0240.0460.06VDD = 5V TA = 25CREFERENCE = 2.5VVDD = 5V TA = 25CINTERNAL REFERENCE = 2.5V80.085.2SUPPLY VOLTAGE (V)SUPPLY VOLTAGE (V)图21.INL误差和DNL误差与电源电压的关系图24 增益误差和满量程误差与电源的关系81.00.060.04 0.5ZERO-CODE ERRORFULL-SCALE ERROR0.02 0 0GAIN ERROR OFFSET ERROR0.020.50.040.061.0V= 5VVDD