高速低功耗DAC轉換器MS9708參數(shù)與替代AD9708

產(chǎn)品描述：

MS9708/MS9710/MS9714 是一個 8-Bit/10-Bit/14-Bit 高速、低功耗 D/A 轉換器。當采樣速率達到 125MSPS 時，MS9708/MS9710/MS9714 也能提供優(yōu)越的 AC 和 DC 性能。

MS9708/MS9710/MS9714 正常工作電壓范圍為+2.7V ~ +5.5V，功耗低能很好地適用于便攜式及低耗能產(chǎn)品。在不影響性能的前提下，通過降低滿刻度電流輸出，其功耗能進一步減小至 45mW。另外，在睡眠模式下能降低功耗至約 20mW。MS9708/MS9710/MS9714 采用先進的制造工藝。一個分段電流源結構與專用的開關技術相結合以減少寄生合成和提高動態(tài)轉換性能。該芯片將邊緣觸發(fā)輸入鎖存器和溫度補償能隙帶集成在一起以得到一個完整的單片集成電路 DAC 解決方案。支持+3V 和+5V 。電流滿刻度輸出為 20mA，輸出阻抗大于 100kΩ。

互補電流輸出提供了單端或差動兩種應用。電流輸出端也可以直接分別與兩個輸出電阻相接來實現(xiàn)兩個互補單端電壓輸出。輸出電壓默認范圍為 1.25V。

MS9708/MS9710/MS9714 包含一個 1.2V 內(nèi)部基準，和通過調(diào)節(jié)外接電阻來設置滿刻度 電 流 的 基 準控 制 放 大 器 。 且 能 接 外 部 基 準 。 在 不 影響 驅(qū) 動 能 力 的 情 況 下 ，MS9708/MS9710/MS9714 輸出電流能在 2mA 至 20mA 范圍內(nèi)調(diào)整。

MS9708/MS9710/MS9714 采用 28 引腳的 TSSOP 封裝，在工業(yè)標準下正常工作。

DC 特性

動態(tài)性能說明

數(shù)字性能說明

引腳結構圖

特性描述

整體非線性誤差（INL)

整體非線性誤差定義為實際的模擬輸出與理想輸出間的最大誤差，理想的輸出直線為零點到滿刻度間的直線。

差分非線性(DNL)

用于測量小信號非線性誤差。計算方法：本輸入代碼和其前一輸入代碼之間模擬量的變化減去 1 個最小有效位(LSB)大小。

單調(diào)性

模擬輸出必須隨著數(shù)字輸入的增加而增加。

偏移誤差

偏移誤差是輸入碼為零時的模擬輸出。

增益誤差

增益誤差定義為偏移誤差已經(jīng)減小到零后，滿刻度理想曲線與實際曲線的差異。

輸出動態(tài)范圍

輸出超出滿刻度后會出現(xiàn)引起非線性誤差。

溫度波動

溫度波動定義為 25°C 時的值與 TMIN 或者 TMAX 時的值的差別。單位是滿刻度值的百萬分之一/每度。

毛刺

由于開關時間的不一致輸出會有毛刺。測量毛刺面積的單位是 pV-s 。

建立時間

建立時間(settling)是指輸出值達到并穩(wěn)定在預定值的±1/2LSB 范圍或某些別的規(guī)定范圍之內(nèi)所需的時間。

信噪比(SNR)

信噪比(SNR)是通過給 DAC 施加一個滿刻度正弦波數(shù)字代碼再分析其輸出波形頻率特性而得到的。DAC 的輸出經(jīng)過濾波濾除基波分量以及所有諧波分量后剩下部分就是噪聲。SNR就是基波分量與所有噪聲分量之和的比值。

信號與噪聲諧波比(SINAD)

信號與噪聲諧波比(SNDR 或 SINAD)跟 SNR 的計算方法一樣，只是諧波分量也計算在噪聲內(nèi)。

全諧波失真(THD)

全諧波失真(THD)和 SINAD 相似，但它只包含諧波分量不包括噪聲。在這個比值計算中，基波分量是分母而不是分子。

無雜波動態(tài)范圍(SFDR)

無雜波動態(tài)范圍(SFDR)是指基波或載波分量與其它非基波和載波的最大雜波的頻率分量(可以是諧波或失真波)的比值，單位是 dB。

功能描述

MS9708/MS9710/MS9714 包含了一個 PMOS 電流源陣列，最大可產(chǎn)生 20mA 的電流。電流源陣列分為相等的 31 塊，由高五位控制。剩下的低三位總共控制的是一位高五位控制電流的 7/8th。將高位和低位控制的電流源分開可以保持 DAC 的高輸出電阻。

MS9708/MS9710/MS9714的模擬電路和數(shù)字電路使用不同的電源供電（AVDD和DVDD），都可以在 2.7v 到 5.5v 之間的電壓范圍內(nèi)工作。數(shù)字部分，工作在 125MSPS,包含有觸發(fā)器和譯碼單元。模擬部分包含有 PMOS 電流源陣列，與之相連的差分開關，1.2v 帶隙基準，和基準控制的放大器。

通過調(diào)節(jié) Rset ,滿刻度電流 IOUTFS 可從 2mA 調(diào)到 20mA。外部電阻 Rset 與基準控制放大器和電壓基準 VREFIO 相連，產(chǎn)生基準電流 IREF，是 IOUTFS 的 32 倍。

DAC 傳輸特性

MS9708/MS9710/MS9714 有兩路互補輸出 IOUTA和

IOUTB,計算公式為

IOUTA=(DAC CODE/256) × IOUTFS

(1)IOUTB=(255–DAC CODE)/256× IOUTFS

(2)IOUTFS=32×IREF

(3)IREF=VREFIO /RSET

(4)兩電流輸出可直接連接電阻負載，IOUTA和 IOUTB上接的電阻必須匹配，電阻的另一端接地。

電阻值為 50 ?或者 75 ?。

VOUTA=IOUTA× RLOAD

(5)VOUTB=IOUTB× RLOAD

(6)VOUTA和 VOUTB的電壓值不能超過允許的最大值，否則會引起非線性誤差。

VOUTA和 VOUTB的差值為

VDIFF=(IOUTA – IOUTB) × RLOAD(7)

VDIFF = {(2 DAC CODE – 255)/256}/ × (32 RLOAD/RSET)× VREFIO

電壓基準和控制放大器

MS9708/MS9710/MS9714 包含一個內(nèi)部 1.2V 帶隙基準源，并且可外接基準源。REFL接地時，內(nèi)部基準有效，REFIO 作為輸出 pin，REFLO 接電源時，外部基準有效，REFIO作為輸入 pin，接入外部基準源。使用內(nèi)部基準時，REFIO 上需接 0.1μF 電容。REFIO 無法驅(qū)動外部負載，如需接外部負載必須由外部運放緩沖，運放的輸入電流不能超過 100nA。

將 REFLO 接 AVDD 可讓內(nèi)部基準無效。外部基準可通過 REFIO 加入。外部基準可增加精確度。接外部基準時， 0.1 μF 的電容可不接。REFIO 的輸入電阻為 1 M?,可最小化外部基準的負載。

MS9708/MS9710/MS9714 包含內(nèi)部控制放大器，可以控制 DAC 的滿刻度電流，IOUTFS。

放大器被設置為 V-I 轉換器，如下圖所示。放大器的電流輸出，IREF,，由 VREFIO 和外接電阻RSET的比值決定。

IOUTFS 的范圍是 2mA 到 20mA,相應的 IREF 的范圍是 62.5 μA 到 625 μA。這樣做首先一個好處就是可以控制芯片功耗。另一個好處就是通過 20dB 的調(diào)整，可以控制系統(tǒng)增益。

基準控制放大器的小信號輸入帶寬大約是 1.8MHz,這與 COMP1 上面接的電容有關，在COMP1 上面接電容可以濾除基準放大器引起的噪音。推薦接 0.1 μF 的電容。

通過改變外圍基準的值也可以改變 IREF，外圍基準值的范圍是 1.25 V 到 0.10 V.

模擬輸出和輸出設置

MS9708/MS9710/MS9714 有兩個互補的電流輸出，IOUTA 和 IOUTB，通過外接電阻，可以將其轉為電壓值，VOUTAand VOUTB,兩個端口可以只用一端，不用的端口接地或者接與另一端口匹配的電阻。

通過外接運算放大器可以將輸出電壓轉為負值。如下圖

審核編輯：湯梓紅