高速低功耗DAC轉(zhuǎn)換器MS9708參數(shù)與替代AD9708

產(chǎn)品描述：

MS9708/MS9710/MS9714 是一個(gè) 8-Bit/10-Bit/14-Bit 高速、低功耗 D/A 轉(zhuǎn)換器。當(dāng)采樣速率達(dá)到 125MSPS 時(shí)，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(jìn)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(jìn)的制造工藝。一個(gè)分段電流源結(jié)構(gòu)與專用的開關(guān)技術(shù)相結(jié)合以減少寄生合成和提高動態(tài)轉(zhuǎn)換性能。該芯片將邊緣觸發(fā)輸入鎖存器和溫度補(bǔ)償能隙帶集成在一起以得到一個(gè)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(bǔ)電流輸出提供了單端或差動兩種應(yīng)用。電流輸出端也可以直接分別與兩個(gè)輸出電阻相接來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)互補(bǔ)單端電壓輸出。輸出電壓默認(rèn)范圍為 1.25V。

MS9708/MS9710/MS9714 包含一個(gè) 1.2V 內(nèi)部基準(zhǔn)，和通過調(diào)節(jié)外接電阻來設(shè)置滿刻度 電 流 的 基 準(zhǔn)控 制 放 大 器 。 且 能 接 外 部 基 準(zhǔn) 。 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(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)圖

特性描述

整體非線性誤差（INL)

整體非線性誤差定義為實(shí)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(diǎn)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(jì)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)的值與 TMIN 或者 TMAX 時(shí)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(guān)時(shí)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(shí)間

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

信噪比(SNR)

信噪比(SNR)是通過給 DAC 施加一個(gè)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(jì)算方法一樣，只是諧波分量也計(jì)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(gè)比值計(jì)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(gè) 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(guān)，1.2v 帶隙基準(zhǔn)，和基準(zhǔn)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(zhǔn)控制放大器和電壓基準(zhǔn) VREFIO 相連，產(chǎn)生基準(zhǔn)電流 IREF，是 IOUTFS 的 32 倍。

DAC 傳輸特性

MS9708/MS9710/MS9714 有兩路互補(bǔ)輸出 IOUTA和

IOUTB,計(jì)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(fù)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(zhǔn)和控制放大器

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

將 REFLO 接 AVDD 可讓內(nèi)部基準(zhǔn)無效。外部基準(zhǔn)可通過 REFIO 加入。外部基準(zhǔn)可增加精確度。接外部基準(zhǔn)時(shí)， 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(zhǔn)的負(fù)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(shè)置為 V-I 轉(zhuǎn)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(yīng)的 IREF 的范圍是 62.5 μA 到 625 μA。這樣做首先一個(gè)好處就是可以控制芯片功耗。另一個(gè)好處就是通過 20dB 的調(diào)整，可以控制系統(tǒng)增益。

基準(zhǔn)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(guān)，在COMP1 上面接電容可以濾除基準(zhǔn)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(zhǔn)的值也可以改變 IREF，外圍基準(zhǔn)值的范圍是 1.25 V 到 0.10 V.

模擬輸出和輸出設(shè)置

MS9708/MS9710/MS9714 有兩個(gè)互補(bǔ)的電流輸出，IOUTA 和 IOUTB，通過外接電阻，可以將其轉(zhuǎn)為電壓值，VOUTAand VOUTB,兩個(gè)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(yùn)算放大器可以將輸出電壓轉(zhuǎn)為負(fù)值。如下圖

審核編輯：湯梓紅