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单通道、8位缓冲电压输出DAC AD5300

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AD5300是ADI公司一款单通道、8位缓冲电压输出DAC,采用2.7 V至5.5 V单电源供电,3 V时功耗为115 µA。它内置片内精密输出放大器,能够实现轨到轨输出摆幅。AD5300采用多功能三线式串行接口,能够以最高30 MHz的时钟速率工作,并与标准SPI™、QSPI™、MICROWIRE™、DSP接口标准兼容。

该器件的产品特性如下:

·  低功耗,采用2.7 V至5.5 V单电源供电

·  3 V时功耗为0.35 mW,5 V时功耗为0.7 mW

·  轨到轨输出,压摆率为1 V/µs

·  基准电压从电源获得

·  高速串行接口,时钟速率最高达30 MHz

·  与AD5300(8位)和AD5320(12位)引脚兼容、软件兼容

下面说一下AD5300的管脚功能及定义,如下图是该器件的管脚图:

1脚:Vout,器件的模拟电压输出端口,并且器件内部的输出放大器支持轨到轨操作;

2脚:GND,器件内部所有电路的地参考点;

3脚:VDD,电源输入端口,输入电源范围为2.5V至5.5V,在实际应用中,VDD端口必须接一个去耦野心家到地;

4脚:DIN,串行数据输入端,该器件具有一个16位的移位寄存器,数据在串行时钟的下降沿时被锁存进寄存器;

5脚:SCLK,串行时钟输入端,数据在串行时钟的下降沿被锁存进16位移位寄存器,并且数据传输速率可达30MHz;

6脚:/S/Y/N/C,电平触发控制输入端(低电平有效),当/S/Y/N/C被拉低时,器件将会在SCLK的下降沿时把DIN端口上的数据移入16位移位寄存器中,/S/Y/N/C处于高电平时,器件停止接收数据。

AD5300是一款数模转换器,那么它的模拟数据即输出电压是怎么得到的呢?AD5300的输出电压Vout是由输入电压源和16位移位寄存器来决定的。计算公式为Vout=VDD*D/256。其中VDD为芯片输入电压源,那么D又是什么呢?下面请看AD5300内部的16位移位寄存器:

D的内容为上图中的DATA BITS,由图可知D的内容为一个8位的数据。再加上以上公式,我们可以推算,当要实现输出Vout=VDD时,DATA BITS的内容应为0xFF,当要实现输出电压Vout=0.5VDD时,DATA BITS的内容应为0x80,呵呵,是不是很简单呢。

现在我们已经知道怎么控制AD5300的输出电压啦,那我们要通过怎么样的时序才能把数据写入器件中去呢,请看下图:

看起来是不是有点熟悉呢?实际上,该时序跟SPI时序是互相兼容的,只不过只有写时序,而没有读时序,SYNC就相当于SPI总线中的CS,当SYNC处于低电平有效状态时,器件在SCLK的下降沿把数据移入16位移位寄存器中,不过切记在写入数据的过程中,SYNC至少要保持16个时钟周期的低电平,这样才能成功把数据写入移位寄存器中,如果16位数据在写入过程中,SYNC突然被拉高了,如下图所示:

 

那么就算16位数据写入器件中去了,器件也会把它当作无效数据来处理,而不更新移位寄存器。

最后说一下AD5300的电源模式,我们可以看到,在16位移位寄存器中还有两位数据是有定义的,即DB13和DB12,查AD5300的PDF文档,我们可以看下面的表格:

 

通过上面表格,我们可以知道,移位寄存器的DB13和DB12这两位是用来设置器件的操作模式,该器件可以设置成两种类型的操作模式:正常模式和省电模式。当器件处于正常模式下,器件电流在5V时可以低至140uA,即功耗只有7mW\。

而当器件处于省电模式下,器件电流在5V时可以低至200nA,功耗更是低至1uW。正是由于该器件的低功耗,所以它非常适合便携式电池供电设备。