Главная
Новости рынка
Рубрикатор



Архив новостей -->



 



   

И. Воронов

Интегральные цифро-аналоговые преобразователи от ANALOG DEVICES

    Cтремительное развитие технологий производства интегральных схем приводит к быстрой смене их поколений. При этом ИС становятся всё более доступными по стоимости и удобными в применении. Это, в свою очередь, приводит к расширению областей применения, увеличению выпуска и соответствующему уменьшению стоимости ИС. Кроме того, это неизбежно ведёт за собой расширение номенклатуры, группировку в семейства и рост специализации ИС. На фоне растущего многообразия всё сложнее охватить все выпускаемые изделия.

    В статье дан обзор недавно появившихся и ожидаемых в скором будущем цифро-аналоговых преобразователей фирмы Analog De-vices Inc. и предпринята попытка проследить современные тенденции развития этих приборов.

    Для простоты, рассмотрение ИС будем производить по семействам, в порядке увеличения разрядности и быстродействия.

    Технические характеристики малопотребляющих ЦАП сведены в табл. 1. Как видно из неё, практически все современные преобразователи дан-ной группы имеют малое напряжение питания, выход с полным размахом напряжения (rail-to-rail), малый потребляемый ток и режимы пони-женного энергопотребления (power down). В дальнейшем мы не будем акцентировать внимание на перечисленных характеристиках. Рассмотрим более подробно параметры перечисленных ИС, классифицируя их по семействам.

Таблица 1. Параметры малопотребляющих ЦАП

Тип Разряд
ность
Число каналов/
Интерфейс
Точность (МЗР) Время преобра
зования (мкс)
ИОН, (В) Напряжение питания (В)/
Выход с полным
размахом напряжения
Потребляемый
ток (мкА)/Режим
сниженного
энергопотребления
(мкА)
AD5300 8 1/S +/-1 4 - 2,7/-5,5/+ 115/0,05
AD7801 8 1/P8 +/-1 1,2 - 2,7-5,5/+ 1550/1
AD7302 8 2/P8 +/-1 1,2 - 2,7-5,5/+ 2300/1
AD7303 8 2/S +/-1 1,2 - 2,7-5,5/+ 2100/1
AD7304 8 4/P8 +/-1 1,1 - 2,7-5,5/+ 3000/1
AD7305 8 4/S +/-1 1,1 - 2,7-5,5/+ 3000/1
AD8801/03 8 8/S +/-0,5 0,6 - 2,7-5,5/+ 1000/5
AD8801/04 8 12/S +/-0,5 0,6 - 2,7-5,5/+ 1000/5
AD5310 10 1/S +/-4 6 - 2,7-5,5/+ 115/0,05
AD7391 10 1/S +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 55/-
AD7393 10 1/P10 +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 55/0,1
AD7395 10 2/S +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 100/-
AD7397 10 2/P10 +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 100/0,1
AD7804 10 4/S +/-2 4 1,25 3,0-5,5/+ 12
AD7805 10 4/P10 +/-2 4 1,25 3,0-5,5/+ 12
AD7808 10 8/S +/-2 4 1,25 3,0-5,5/+ 12
AD7809 10 8/P10 +/-2 4 1,25 3,0-5,5/+ 12
AD5320 12 1/S +/-16 8 - 2,7-5,5/+ 115/0,05
AD8300 12 1/S +/-0,5 7 2,048 2,7-5,5/+ 1,2/-
AD7390 12 1/S +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 55/-
AD7392 12 1/P12 +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 55/0,1
AD7394 12 2/S +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 100/-
AD7396 12 2/P12 +/-1,6 60 - 2,7-5,5/+ 100/0,1
AD8303 12 2/S +/-0,5 4 2,048 2,7-5,5/+ 2000/1
AD7834 14 4/S +/-1 10 - +/-15/- 10000/-
AD7835 14 4/P14 +/-1 10 - +/-15/- 10000/-
AD7836 14 4/P8 +/-1 10 - +/-15/- 10000/-

    Семейство дешевых 8-разрядных относительно быстрых ЦАП AD7801/7302/7303/7304/7305 состоит из одиночного преобразователя с параллельным интерфейсом, 2- и 4-канальных преобразователей с по-следовательным и параллельным интерфейсом. Семейство характеризуется достаточно высоким быстродействием (типовое значение времени установления 1,2 мкс, скорость нарастания выходного напряжения 7,5 В/мкс) при относительно небольшой потребляемой мощности. Для дальнейшего снижения потребления можно использовать режим сбережения энергии с временем возврата в нормальный режим 13 мкс. Данное семейство не содержит встроенного источника опорного напряжения, но позволяет использовать напряжение питания в качестве опорного. ИС с последовательным интерфейсом имеют быстрый 3-проводной SPI-совместимый интерфейс, работающий на частотах до 30 МГц. Эти ИС предназначены для применения в портативной аппаратуре с питанием от батарей, для построения схем программируемых источников тока и напряжения, цифровых подстроек, перестраиваемых аттенюаторов и в других областях, где имеет значение низкое потребление, низкая стоимость и обеспечение полного размаха выходного напряжения. ИС выпускаются в корпусах DIP, SOIC, microSOIC, TSSOP; их параметры нормируются в автомобильном диапазоне температур от -40 до +125°C. Основные преимущества представителей данного семейства: они выпускаются в меньших корпусах и имеют более высокое быстродействие и точность в более широком температурном диапазоне, по сравнению с изделиями других фирм.

    Семейство преобразователей AD5300/5310/5320 состоит из 8-, 10- и 12-разрядных совместимых по выводам ЦАП с быстрым последовательным интерфейсом и чрезвычайно низким потреблением. Важной привлекательной чертой этих ИС является очень низкая стоимость. Кроме того, эти ЦАП выпускаются в корпусах microSOIC и SOT-23-6 — самых маленьких на сегодняшний день корпусах для ИС. При переходе в режим энергосбережения потребляемый ток падает до очень малого значения, выход преобразователя может отключаться или соединяться с землей через резистор 1 или 100 КОм. При включении питания на выходе автоматически устанавливается нулевое напряжение. ЦАП этого семейства не имеют отдельного входа опорного напряжения, в качестве опорного напряжения используется напряжение питания. Хотя преобра-зователи имеют относительно низкую точность (интегральная нелинейность составляет 4 МЗР для AD5310, дифференциальная нелинейность — 1 МЗР), существует огромное количество областей, в которых эти ЦАП найдут своё применение. Параметры этих ИС нормируются в расширенном индустриальном диапазоне температур от –40 до +105°C.

    Описанные ИС предназначены для применения в портативной аппаратуре с батарейным питанием и обладают наименьшими размерами корпуса и стоимостью. Это семейство будет развиваться в дальнейшем. В частности, уже сейчас объявлено о выпуске ИС AD5302/5303/5302/5303/5302/5303, являющихся двухканальными аналогами предыдущего семейства. Кроме этого, планируется появление аналогичных преобразователей с интерфейсом I2C, с параллельным интерфейсом; 2- и 4-канальных версий, обеспечивающих более низкую стоимость преобразователя за один канал.

    Семейство 10-разрядных ЦАП AD7804/7805/7808/7809 состоит из 4-канальных и 8-канальных последовательных и параллельных преобразователей с выходом по напряжению и полным размахом напряжения. Они имеют встроенный источник опорного напряжения, но позволяют использовать и внешний источник. ЦАП имеют двойную буферизацию данных, поэтому данные во всех каналах ЦАП могут обновляться одновременно, кроме того, они могут быть одновременно сброшены в начальное состояние внешним сигналом. Особенностью данного ЦАП является формирование выходного напряжения в виде суммы двух напряжений, первое из которых задаётся в диапазоне от 2/32 до 62/32 опорного напряжения с точностью 10 разрядов, второе — в диапазоне от 1/32 до 3/32 с точностью 8 разрядов. Другая особенность данного семейства ИС — два режима сбережения энергии: режим полного отключения преобразователя, который позволяет снизить потребление до 3 мкА, и режим частичного энергосбережения, оставляющий включённым источник опорного напряжения. Последний режим позволяет обеспечить быстрое включение преобразователя при потребляемом то-ке, не превышающем 250 мкА (ток, потребляемый источником опорного напряжения). Каждый канал преобразователя переключается в энергосберегающее состояние индиви-дуально. Ещё одной особенностью данных устройств является сброс по включению питания, что позволяет избежать возникновения выбросов напряжения до загрузки ЦАП. ИС выпускаются в корпусах типа DIP, SOIC, SSOP, TQFP. Областью применения данных ЦАП являются системы с электронными регулировками параметров, системы автокалибровки, замена подстроечных резисторов и др. Основным преимуществом этих ИС является то, что они обеспечивают 10-разрядную точность установки выходного напряжения при цене 8-разрядных систем.

    Семейство ЦАП AD7390/7391/7392/7393/7394/7395/7396/7397 состоит из 12- и 10-разрядных последовательных и параллельных, одиночных и сдвоенных ЦАП. Члены семейства обеспечивают совместимость по выводам между 10- и 12-разрядными ИС в группах с последовательными и с параллельными интерфейсами. Эти ИС работают при низком напряжении питания, обеспечивая чрезвычайно низкое значение потребляемого тока, дополнительный режим снижения потребляемой мощности имеют только преобразователи с параллельным интерфейсом. Преобразователи этой серии не содержат встроенного источника опорного напряжения, в качестве опорного напряжения можно использовать напряжение питания. Низкая потребляемая мощность данных ЦАП, в сочетании с их достаточно высокой точностью преобразования (интегральная нелинейность 1,6 МЗР), делает их чрезвычайно полезными в различной портативной аппаратуре. Эти ИС найдут своё применение в таких областях, как коммуникации, автомобильная элект-роника, системы управления технологическими процессами и других. ИС выпускаются в корпусах типа DIP, SOIC и TSSOP, их параметры нормируются в автомобильном температурном диапазоне. В данный момент поставляются ИС типов AD7390/91/92/93, поставки остальных начнутся в ближайшее время. Кроме того, в скором будущем появятся 4-канальные преобразователи этого семейства.

    Прецизионные 12-разрядные ЦАП AD8300/8303 с последовательным интерфейсом пришли на смену ИС DAC8512/AD8522. Являясь их полной функциональной заменой, как по выполняемым функциям, так и по расположению выводов, они обладают меньшей стоимостью и работо-способны при более низком напряжении питания — до 2,7 В. Единственным отличием преобразователей является более низкое опорное напряжение, равное 2,048 В. Являясь законченным ЦАП с выходом по напряжению и внутренним источником опорного напряжения, одиночный ЦАП AD8300 потребляет ток всего 1,2 мА, а AD8303, потребляя всего 2 мА, имеет режим энергосбережения. Они обеспечивают дифференциальную и интегральную нелинейность ±0,5 МЗР (типичное значение). Областями применения этих ИС являются портативные устройства, устройства с ограниченным потреблением мощности, преобразователи, пи-тающиеся по “токовой петле”, в которых необходимо обеспечить 12-разрядную точность, а также замена DAC8512/AD8522. Надо отметить, что это семейство является первым семейством ЦАП с напряжением пи-тания меньше 4,5 В, обладающих точностью 12 разрядов.

    Семейство прецизионных 4-канальных 14-разрядных ЦАП AD7834/35/36 характеризуется высокой точностью. Преобразователи отличаются друг от друга только типом интерфейса. Члены этого семейства обладают привлекательно низкой ценой за канал для 14-разрядных преобразователей и имеют возможность одновременного подключения большого количества преобразователей к одной шине. Благодаря использованию двуполярного питания, преобразователи обеспечивают размах выходного напряжения +/- 8,192 В. Они предназначены для автоматической измерительной аппаратуры и индустриальных применений.

    Многоканальные подстроечные ИС AD8801/02/03/04 — это 8- и 12-канальные 8-разрядные ЦАП. Они работают от источника питания от 2,7 до 5,5 В и потребляют ток 5 мкА. В режиме снижения потребляемой энергии ток, потребляемый от источника питания, не меняется, но снижается ток, потребляемый от источника опорного напряжения. Каждая ИС имеет две модификации: с входом установки среднего значения напряжения на выходе и входом максимального выходного напря-жения, минимальное равно нулю (AD8801/02), и со входами независимой установки максимального и минимального выходного напряжения без входа сброса (AD8803/04). Обладая привлекательной ценой за канал, эти ЦАП представляют собой хорошую замену для подстроечных резисторов, используемых для установки постоянных напряжений. Относительно недавно появилось новое направление в цифро-аналоговых преобразователях — потенциометры с цифровой регулировкой (табл. 2).

Таблица 2. Параметры ЦАП - цифровых потенциометров

Название Число каналов Количество позиций Интерфейс Напряжение питания (В)/ Потребляемый ток (мкА)
AD5220 1 128 Up/Down 3,0-5,5/40
AD7376 1 128 SPI 5,0-+/-15/100
AD8400 1 256 SPI 2,7-5,5/5
AD5222 2 128 Up/Down 3,0-5,5/80
AD8402 2 256 SPI 2,7-5,5/5
AD5203 4 64 SPI 3,0-5,5/5
AD5204 4 256 SPI 3,0-5,5/5
AD8403 4 256 SPI 2,7-5,5/5
AD5206 6 256 SPI 3,0-5,5/5

    Члены семейства AD8400/02/03 представляют собой 8-разрядные (256 положений движка) одиночные, сдвоенные или счетверённые цифровые потенциометры. Они имеют последовательный интерфейс, позволяющий соединять потенциометры в цепочку, и режим пониженного потребления энергии. Потенциометры выпускаются на сопротивления 1, 10, 50, 100 КОм. Напряжения питания от 2,7 до 5,5 В, потребляемый ток — 5 мкА. Напряжение на выводах потенциометра не должно выходить за границы напряжения питания. Потенциометры обладают низким коэффициентом нелинейных искажений — 0,003% и шумом. От изделий других производителей они отличаются низкой потребляемой мощностью, низким “сопротивлением подвижного контакта” — 50 Ом, высокой точностью и линейностью перестройки — 0,5 шага. Основными областями применения являются перестраиваемые фильтры, линии задержки, времязадающие цепи; схемы перестройки коэффициента передачи, усиления, уровня; согласование импедансов и замена механических потенциометров. Одиночный цифровой 7-разрядный потенциометр AD7376 дополняет семейство AD8400/02/03, обеспечивая работу в диапазоне напряжений до 30 В, и расширяет диапазон допустимых значений сопротивлений цифровых потенциометров до 1 МОм.

    Продолжение следует.

Фирма «Autex Ltd.»
Тел. (095) 334-7741, 334-9151
Факс (095) 334-8729, 234-9991
E-mail: info@autex.ru






Реклама на сайте
тел.: +7 (495) 514 4110. e-mail:admin@eust.ru
1998-2014 ООО Рынок микроэлектроники