Реклама на сайте | Помощь сайту   English version | Datasheets 
KAZUS.RU - Электронный портал. Принципиальные схемы, Datasheets, Форум по электронике

Современные цифро-аналоговые преобразователи фирмы Maxim - Часть III

Современные цифро-аналоговые преобразователи фирмы Maxim - Часть III



Раздел: Статьи по АЦП и ЦАП

Анализ цифро-аналоговых преобразователей с последовательным интерфейсом SPI

Как отмечалось в первой части статьи, цифро-аналоговые преобразователи (DAC) с последовательным интерфейсом подразделяются на три группы: с интерфейсом SPI, с интерфейсом I2C (SMBus) и с другими интерфейсами. Технические данные на все выпускаемые фирмой MAXIM микросхемы (всех трех групп) приведены в таблицах 3 - 5 первой части статьи. Более всего выпускается микросхем с интерфейсом SPI - 109 типов микросхем, с интерфейсом I2C - 18 типов и с другими интерфейсами - всего пять типов.

Анализ параметров цифро-аналоговых преобразователей с последовательным интерфейсом SPI, приведенных в таблице 3, позволяет сделать следующие выводы:

Выпускаются микросхемы с разрядностью: 6 (одноканальные); 8, 10 и 12 (от 1 до 8 каналов); 13 (один или два канала); 14 (одноканальные); 16 (один или 32 канала).

Цифро-аналоговые преобразователи с разрядностью 6 находят ограниченное применение и не представляют интерес для широкого круга разработчиков. Тоже можно сказать и о цифро-аналоговых преобразователях с разрядностью 13 и выше.  

Номенклатура питающих напряжений достаточно широка. Выпускаются микросхемы с двухполярным и однополярным питанием. Микросхемы с двухполярным питанием в современной технике имеют ограниченное применение. Микросхемы с однополярным питанием, в свою очередь, можно разделить на микросхемы с повышенным напряжением питания (как правило +12 В - +15 В), микросхемы с напряжением питания +5 В и выше, и микросхемы с пониженным напряжением питания, способные работать при напряжении питания от +2.5 В до +3.3 В или до +5 В  (так называемая "белая" группа перспективных микросхем). Микросхемы с повышенным напряжением питания также представляют ограниченный интерес, т.е. их использование в современных изделиях обязывает разработчика использовать несколько питающих напряжений, что противоречит современной тенденции, заключающейся в сокращении номенклатуры питающих напряжений и их (напряжений) снижении. В основном в современных и вновь разрабатываемых изделиях широко используются микросхемы цифро-аналоговых преобразователей с напряжением питания от +2.7 В до +5 В. Причем изделия, работающие при пониженных напряжениях питания, считаются наиболее перспективными;

Рассматриваемая группа микросхем выпускается в корпусах типа PDIP, SO, QSOP, TSSOP. Большинство современных изделий выполняются на микросхемах в корпусах DIP. Это позволяет устанавливать микросхемы на панельки, что обеспечивает высокую ремонтопригодность и простую верификацию элементов схемы. Значительно реже, как правило, в узкоспециализированных изделиях, используются микросхемы в других типах корпусов SO, QSOP, TSSOP и т.п. Разработка изделий с микросхемами в таких корпусах требует высокого технологического уровня производства печатных плат и значительного опыта монтажных работ. В связи с вышесказанным ограничимся рассмотрением только микросхем, выпускаемых в корпусах DIP.

Таким образом, из 109 моделей микросхем, приведенных в таблице 3 первой статьи, только 33 микросхем соответствуют вышеописанным критериям. Основные параметры этих микросхем приведены в таблице 14.

Таблица 14

ТИП Раз
ряд
ность,
бит
Коли
чество
кана
лов
Тип
выхода
Напря
жение
пита
ния,
В
Макси
маль
ный
ток
потреб
ления,
мкА
Типо
вое
время
уста
нов
ления,
мкс
Источ
ник
опор
ного
напря
жения
Кор
пус
Цена, $
MAX550A 8 1 V 2.5 - 5.5 10 4 Внешний 8/PDIP 1.45
MAX522 8 2 V 2.7 - 5.5 2.5 мА 70 Внешний 8/PDIP 2.25
MAX548A 8 2 V 2.5 - 5.5 250 4 Встроенный 8/PDIP 1.65
MAX549A 8 2 V 2.5 - 5.5 10 4 Внешний 8/PDIP 1.65
MAX512 8 3 V +4.5 - +5.5, 4.5 - 5.5 2.8 мА 70 Внешний 14/PDIP 2.85
MAX513 8 3 V +2.7 - +3.6, 2.7 - 3.6 2.8 мА 70 Внешний 14/PDIP 2.85
MAX509 8 4 V +5, +5 10 мА 6 Внешний 20/PDIP 5.35
MAX510 8 4 V +5, +5 10 мА 6 Внешний 16/PDIP 5.19
MAX533 8 4 V 2.7 - 3.6 1.3 мА 6 Внешний 16/PDIP 2.80
MAX534 8 4 V 4.5 - 5.5 1.3 мА 8 Внешний 16/PDIP 2.80
MAX529 8 8 V +5, +5 1.5 мА 1 Внешний 20/PDIP 5.65
MAX504 10 1 V +5, +5 400 25 Внешний  / Встроенный 14/PDIP 2.80
MAX515 10 1 V 5 300 25 Внешний 8/PDIP 2.50
MAX5354 10 1 V 4.5 - 5.5 400 10 Внешний 8/PDIP 2.70
MAX5355 10 1 V 3.15 - 3.6 400 10 Внешний 8/PDIP 2.90
MAX5158 10 2 V 4.5 - 5.5 650 8 Внешний 16/PDIP 4.55
MAX5159 10 2 V 2.7 - 3.6 600 8 Внешний 16/PDIP 4.55
MAX5250 10 4 V 4.5 - 5.5 980 10 Внешний 20/PDIP 4.95
MAX5251 10 4 V 3.0 - 3.6 980 12 Внешний 20/PDIP 4.95
MAX531 12 1 V +5, +5 400 25 Внешний  /  Встроенный 14/PDIP 5.45
MAX5352 12 1 V 4.5 - 5.5 400 14 Внешний 8/PDIP 4.20
MAX5353 12 1 V 3.15 - 3.6 400 14 Внешний 8/PDIP 4.20
MAX538 12 1 V 4.5 - 5.5 300 25 Внешний 8/PDIP 4.85
MAX539 12 1 V 4.5 - 5.5 300 25 Внешний 8/PDIP 4.85
MAX551 12 1 I 4.5 - 5.5 5 0.08 Внешний 8/PDIP 3.95
MAX552 12 1 I 2.7 - 3.6 5 0.12 Внешний 8/PDIP 3.95
MAX5154 12 2 V 4.5 - 5.5 650 15 Внешний 16/PDIP 6.15
MAX5155 12 2 V 2.7 - 3.6 600 15 Внешний 16/PDIP 6.15
MAX5156 12 2 V 4.5 - 5.5 650 15 Внешний 16/PDIP 6.15
MAX5157 12 2 V 2.7 - 3.6 600 18 Внешний 16/PDIP 6.15
MAX525 12 4 V 4.5 - 5.5 980 12 Внешний 20/PDIP 11.95
MAX5253 12 4 V 3.0 - 3.6 980 16 Внешний 20/PDIP 11.35

Практически все микросхемы, приведенные в таблице, имеют выход по напряжению. По току имеют выход только два типа микросхем MAX551/552 с напряжением питания 5 и 3 В соответственно. Эти же микросхемы имеют наименьший ток потребления (5 мкА) и наибольшее время установления, 80 и 120 нс соответственно. Только три типа микросхем имеют встроенный источник опорного напряжения, из них микросхема MAX548A использует в качестве источника опорного напряжения - напряжение питания. Учитывая, что все микросхемы имею один и тот же интерфейс, практически все они имеют одинаковые наименования выводов. Все микросхемы имеют сигналы SPI интерфейса: входной DIN, тактовый SCLK, сигнал выборки кристалла CS/, а некоторые микросхемы еще и выходной сигнал DOUT. Конечно все микросхемы имеют  вводы положительного питания VDD, общий GND (AGND). Некоторые микросхемы, допускающие двухполярное питание, имеют еще ввод отрицательного питания VSS, который в случае работы в однополярном режиме, как правило, соединяется с общим выводом (GND). Поскольку все микросхемы (за исключением MAX548A) могут работать от внешнего источника опорного напряжения - все они имеют соответствующий вход REF. Следует отметить, что в некоторых многоканальных микросхемах цифро-аналоговых преобразователей входы источников опорного напряжения могут быть выполнены, как индивидуальные или сгруппированные. Соответственно, в этом случае микросхема может иметь не один, а несколько входов опорного напряжения.  По числу встроенных каналов цифро-аналоговых преобразователей естественно имеется соответствующее количество выходов. Выпускаются микросхемы двух типов: с фиксированным и с устанавливаемым диапазоном выходного напряжения. В первом случае на каждый канал имеется только один выход. Во втором случае микросхемы кроме основного выхода имеют еще вход обратной связи. Конечно некоторые микросхемы имеют дополнительные функциональные возможности, и соответственно, дополнительные входы управления. К ним могу относиться входы сброса, входы записи в выходные регистры и т.п.  

Довольно много типов микросхем, имеющих один или два канала, выпускается в корпусе DIP8. К ним относятся 8-битные микросхемы MAX548A/549A/550A/522, 10-битные MAX515/5354/5355 и 12-битные MAX538/539/551/552/5352/5352. Восьмибитные микросхемы MAX548A/549A/550A составляют одну серию, выпускаются в корпусе DIP8 с интерфейсом SPI, работающим до 10 МГц. Микросхема MAX550A имеет один выходной канал, а MAX548A/549A - два канала. Рабочий ток микросхем, складывающийся из тока потребления (указанного в табл.14) и тока опорного напряжения, обычно составляет 75 мкА на один DAC (при напряжении питания +2.5 В). В режиме экономии собственно DAC отключается от источника опорного напряжения, и рабочий ток снижается ниже 1 мкА. В двухканальных микросхемах каждый канал может быть переведен в режим экономии независимо. Микросхемы имеют двойную буферизацию входов, что позволяет обновлять напряжение на выходах DAC (в двухканальных микросхемах) асинхронно или синхронно. Микросхема MAX548A в качестве встроенного источника опорного напряжения использует напряжение питания. Указанная серия микросхем ориентирована на применение в устройствах с батарейным питанием. Микросхема MAX522 является более ранней моделью двухканального цифро-аналогового преобразователя, выпускаемого в корпусе DIP8 с интерфейсом SPI, работающим до 5 МГц. Функционально она соответствует описанной выше микросхеме MAX549A, однако имеет значительно больший рабочий ток и время установления. Микросхемы MAX515 и MAX538/539 являются ранними моделями 10- и 12-разрядных одноканальных цифро-аналоговых преобразователей. Они выпускаются с одинаковой разводкой выводов и имеют одинаковую структуру. Микросхемы MAX5354/5355 и MAX5352/5353 являются усовершенствованными (более чем в два раза снижено время установления) моделями 10- и 12-разрядных одноканальных цифро-аналоговых преобразователей. Причем модели MAX5354/5352 предназначены для приложений с напряжением питания +5 В, а модели MAX5355/5353 - для приложений с напряжением питания +3 В. Как уже указывалось выше, микросхемы MAX551/552 имеют токовый выход. Разводка выводов для всех микросхем, выпускаемых в корпусе DIP8, приведена в таблице 15.

Таблица 15

НОМЕР ВЫВОДА НАЗВАНИЕ ФУНКЦИЯ
MAX548
 
MAX549
 
MAX550
 
MAX522
 
MAX515
MAX538
MAX539
 
MAX5352
MAX5353
MAX5354
MAX5355
MAX551
MAX552
1 1 1 4 5 7 2 GND Общий
8 8 8 3 8 8 3 VDD Напряжение питания
- 7 7 7 6 6 7 REF Вход опорного напряжения
2 2 2 5 7 1 1 OUTA Выход  первого канала DAC A
7 6 - 6 - - - OUTB Выход  второго канала DAC B
6 - 6   - - - LDAC/ Вход обновления выходных значений DAC. Данные обновляются по заднему (отрицательному) перепаду напряжения. Если вход не используется, он должен быть соединен с напряжением питания
4 4 4 8 1 3 5 DIN Вход последовательных данных.
5 5 5 2 2 4 6 SCLK Вход тактовых импульсов
3 3 3 1 3 2 4 CS/ Вход выборки кристалла
- - - - 4 - - DOUT Выход последовательных данных
- - - - - 5 8 FB Вход обратной связи (неинвертирующий вход выходного операционного усилителя)

Четыре типа микросхем MAX512/513, MAX504 и MAX531 выпускаются в корпусе DIP14. Семейство микросхем MAX512/513 представляют собой трехканальный DAC с выходом по напряжению, выпускаемый в корпусе DIP14 и имеющий интерфейс SPI, работающий до частоты 5 МГц. Первые два цифро-аналоговых преобразователя имеют объединенный вход опорного напряжения и усиленный выход, третий цифро-аналоговый преобразователь имеет отдельный вход опорного напряжения и не умощненный выход. Микросхема MAX512 предназначена для питания напряжением +5 В, а микросхема MAX513 - предназначена для напряжения питания +3 В (+2,7 - +3.6В). Микросхемы разработаны специально для применения в системах с батарейным питанием. Микросхемы MAX504/531 представляют собой 10- и 12-разрядные цифро-аналоговые преобразователи со встроенным прецизионным источником опорного напряжения +2.048 В. Они имеют одинаковую структуру и разводку выводов. Разводка выводов всех микросхем, выпускаемых в корпусе DIP14,  приведена в таблице 16.

Таблица 16

MAX512
MAX513
MAX504
MAX531
НАЗВАНИЕ ФУНКЦИЯ
1 2 DIN Вход последовательных данных.
2 5 CS/ Вход выборки кристалла
3 4 SCLK Вход тактовых импульсов
- 6 DOUT Выход последовательных данных
4 3 RESET/ Вход асинхронного сброса.
5 13 VDD Положительное напряжение питания, требуется конденсатор на GND емкостью 0,22 мкФ
6 7 GND Цифровой общий
- 8 AGND Аналоговый общий
7  
11
VSS Отрицательное напряжение питания, или GND при однополярном питании Если отрицательное напряжение используется, требуется конденсатор на GND емкостью 0,22 мкФ
8 12 OUTA Выход по напряжению DAC A (Буферизированный). При сбросе устанавливается максимальное напряжение. Требуется конденсатор не менее 0.1 мкФ на GND.
9 - OUTB Выход по напряжению DAC B (Буферизированный). При сбросе устанавливается максимальное напряжение. Требуется конденсатор не менее 0.1 мкФ на GND.
10 - OUTC Выход по напряжению DAC C (Не буферизированный), При сбросе устанавливается нуль.
11 - REFC Вход опорного напряжения для DAC C (только MAX512/513)
12 9 REFAB Вход опорного напряжения для DAC (A/B - только MAX512/513)
- 10 REFOUT Выход опорного напряжения (2.048 В)
13 - I.C. Соединен внутри. Внешнее соединение недопустимо.
14 - LOUT Логический выход защелки.
- 14 RFB Резистор обратной связи
- 1 BIPOFF Резистор смещения

Ряд микросхем цифро-аналоговых преобразователей выпускается в корпусе DIP16. К ним относятся 8-битные четырехканальные микросхемы MAX510/533/534, 10-битные двухканальные MAX5158/5159 и 12-битные двухканальные MAX5154/5155/5156/5157. Разводка их выводов приведена в таблице 17. Микросхема MAX510 может работать как от одного источника напряжения, так и от двух источников +5 В. Еще одним ее отличием является то, что она имеет два входа опорного напряжения (по одному на два выходных канала). Микросхемы MAX533/534 могут работать только от одного источника питания 3 и 5 В соответственно. Они имеют только один вход опорного напряжения на все четыре канала. Кроме того, они имеют отдельный вход для перевода микросхемы в режим экономии и программируемый логический выход общего назначения. Микросхемы MAX5158/5159 (10-битные) и MAX5154/5155 (12-битные) имеют одинаковую внутреннюю структуру и совместимы по выводам. Микросхемы  MAX5158/5154 предназначены для систем с питанием 5 В, две другие - для систем с батарейным питанием 3 В. Особенностью всех этих микросхем является возможность независимой коррекции начального смещения каждого из каналов, для чего предусмотрены специальные выводы (3, 14). Микросхемы MAX5156/5157 также предназначены для систем с питанием 5 и 3 В соответственно. Их структура и разводка выводов довольно близка к структуре и разводке выводов предыдущей группы, за исключением того, что они не имеют выводов коррекции смещения, а выводы (3,14) в них используются как входы обратной связи.

Таблица 17

MAX510 MAX533
MAX534
MAX5158
MAX5159
MAX5154
MAX5155
MAX5156
MAX5157
НАЗВАНИЕ ФУНКЦИЯ
2 2 2 2 OUTA Выход по напряжению DAC A
1 1 15 15 OUTB Выход по напряжению DAC B
16 16 - - OUTC Выход по напряжению DAC C
15 15 - - OUTD Выход по напряжению DAC D
10 11 7 7 DIN Вход последовательных данных
12 9 6 6 CS/ Вход выборки кристалла
11 10 8 8 SCLK Вход тактовых импульсов
8 8 10 10 DOUT Выход последовательных данных
9 7 5 5 CLR/ Вход асинхронного сброса.
14 13 16   VDD Положительное напряжение питания
6 12 9 9 DGND Цифровой общий
5 14 1 1 AGND Аналоговый общий
3 - - - VSS Отрицательное напряжение питания.
7 6 - - LDAC/ Вход загрузки
13 - 13 13 REF2 Вход второй опорного напряжения для DAC
4 - 4 4 REF1 Вход первый опорного напряжения для DAC
- 3 - - REF Вход опорного напряжения
- 4 11 11 UPO Программируемый логический выход
- 5 - - PDE Разрешение режима экономии (активный высокий)
- - 3 - OSA Выравнивание смещения канала A
- - 14 - OSB Выравнивание смещения канала B
- - 12 12 PDL/ Разрешение режима экономии (активный низкий)
- - - 3 FBA Вход обратной связи канала A
- - - 14 FBB Вход обратной связи канала B

Остальные микросхемы цифро-аналоговых преобразователей выпускается в корпусе DIP20. К ним относятся 8-битные четырехканальные микросхемы MAX509 и восьмиканальные MAX529, 10-битные четырехканальные MAX5250/5251 и 12-битные четырехканальные MAX525 и MAX5253. Особенностью микросхемы MAX509 является наличие четырех входов опорного напряжения (по числу каналов), а также наличие входа синхронизации загрузки LDAC/ для всех DAC.  Микросхема восьмиканального 8-битного цифро-аналогового преобразователя MAX529 может работать как от одного напряжения питания +5 В, так и от двух напряжений +5 В. В этой микросхеме нетрадиционно выполнено подключение опорного напряжения - имеется четыре входа (по 2 на группу из 4 DAC). Причем один из входов задает высокий уровень опорного напряжения, а второй - низкий уровень. Выходной сигнал в этом случае будет изменяться не от нуля до опорного напряжения, а от нижнего опорного уровня до верхнего. Остальные четырехканальные микросхемы  MAX5250/5251 (10-битные) и MAX525/5253 (12-битные) имеют одинаковую разводку выводов и внутреннюю структуру. Они имеют два входа опорного напряжения (один вход на два канала) и четыре индивидуальных входа обратной связи для каждого из каналов. Разводка выводов всех микросхем, выпускаемых в корпусе DIP20,  приведена в таблице 18.

Таблица 18

MAX509 MAX529 MAX5250
MAX5251
MAX525
MAX5253
НАЗВАНИЕ ФУНКЦИЯ
2 3 3 OUTA Выход по напряжению DAC A
1 4 4 OUTB Выход по напряжению DAC B
20 5 17 OUTC Выход по напряжению DAC C
19 6 18 OUTD Выход по напряжению DAC D
- 15 - OUTE Выход по напряжению DAC E
- 16 - OUTF Выход по напряжению DAC F
- 17 - OUTG Выход по напряжению DAC G
- 18 - OUTH Выход по напряжению DAC H
12 8 9 DIN Вход последовательных данных
15 12 8 CS/ Вход выборки кристалла
13 9 10 SCLK Вход тактовых импульсов
10 10 12 DOUT Выход последовательных данных
11 - 7 CLR/ Вход асинхронного сброса.
18 7 20 VDD Положительное напряжение питания
8 11 11 DGND Цифровой общий
6 - 1 AGND Аналоговый общий
3 14 - VSS Отрицательное напряжение питания.
9 - - LDAC/ Вход загрузки
5 - - REFA Вход опорного напряжения для DAC  A
4 - - REFB Вход опорного напряжения для DAC  B
17 - - REFC Вход опорного напряжения для DAC  C
16 - - REFD Вход опорного напряжения для DAC  D
- - 6 REFAB Вход опорного напряжения для DAC  A/B
- - 15 REFCD Вход опорного напряжения для DAC  C/D
- 13 - SHDN/ Разрешение режима экономии (активный низкий)
7,14 - - NC Не используются
- 1 - REFL1 Первый нижний вход опорного напряжения
- 2 - REFH1 Первый верхний вход опорного напряжения
- 19 - REFH2 Второй верхний вход опорного напряжения
- 20 - REFL2 Второй нижний вход опорного напряжения
- - 2 FBA Вход обратной связи канала A
- - 5 FBB Вход обратной связи канала B
- - 16 FBC Вход обратной связи канала C
- - 19 FBD Вход обратной связи канала D
- - 13 UPO Программируемый логический выход
- - 14 PDL/ Вход управления режима экономии

Для сопоставления стоимости одного канала для различных микросхем, возьмем цены, приведенные в последней колонке таблицы 14, и разделим их на количество каналов в каждой микросхеме. Затем построим диаграммы для микросхем различной разрядности. Диаграммы соотношения стоимости приведены на рис.1, 2 и 3 для 8-, 10- и 12-битных микросхем соответственно.

Рис.1. Диаграммы соотношения стоимости канала 8-битных микросхем с интерфейсом SPI
 

Рис.2. Диаграммы соотношения стоимости канала 10-битных микросхем с интерфейсом SPI
 

Рис.3. Диаграммы соотношения стоимости канала 12-битных микросхем с интерфейсом SPI
 

Анализ диаграммы, представленной на рис.1 позволяет утверждать, что среди восьмиразрядных цифро-аналоговых преобразователей наиболее выгодно использование четырехканальных микросхем MAX533/534, затем восьмиканальной микросхемы MAX529, а затем - двухканальных микросхем  MAX548/549. Среди 10-битных цифро-аналоговых преобразователей наиболее выгодно использование четырехканальных микросхем MAX5250/5251. А среди 12-битных DAC наиболее выгодным является использование четырехканальных микросхем MAX5253 и MAX525, а затем - двухканальных микросхем  MAX5154-MAX5157.

Анализ цифро-аналоговых преобразователей с последовательным интерфейсом I2C (SMBus)

К таблице 4, приведенной в первой части статьи и содержащей микросхемы с интерфейсом I2C, применим те же критерии отбора, что и для микросхем с интерфейсом SPI. В результате поучим таблицу 19, содержащую всего 5 микросхем с интерфейсом I2C.

Таблица 19

ТИП Раз
ряд
ность,
бит
Коли
чество
кана
лов
Тип
выхода
Напря
жение
пита
ния, В
Макси
маль
ный
ток
потреб
ления, мА
Типо
вое
время
уста
нов
ления,
мкс
Источ
ник
опор
ного
напря
жения
Кор
пус
Цена, $
MAX517 8 1 V 4.5 - 5.5 3.5 6 Внешний 8/PDIP 2.10
MAX518 8 2 V 4.5 - 5.5 6 6 Встроенный 8/PDIP 2.25
MAX519 8 2 V 4.5 - 5.5 6 6 Внешний 16/PDIP 2.35
MAX520 8 4 V 4.5 - 5.5 20 мкА 2 Внешний 16/PDIP 3.50
MAX521 8 8 V 4.5 - 5.5 20 6 Внешний 20/PDIP 4.95

Все отобранные микросхемы цифро-аналоговых преобразователей - восьмиразрядные, относятся к ранним разработкам фирмы MAXIM, все микросхемы только для систем с питанием +5 В. Микросхемы MAX517/518/519 относятся к одному семейству, имеют одинаковую внутреннюю структуру, отличающуюся только количеством каналов (для MAX517 - структура одноканальная, а для MAX518/519 - двухканальная). Не смотря на то, что микросхемы предназначены для систем с питанием от источника +5 В, они имеют достаточно малое потребление в режиме экономии (меньше 4 мкА). Кроме того, микросхема MAX518 не имеет входа опорного напряжения, и в качестве опорного напряжения используется напряжение питания +5 В. Микросхемы MAX520/521 также относятся к одному семейству и имеют однотипную структуру. Особенностью микросхемы MAX520 является то, что каждый из четырех каналов имеет индивидуальный вход опорного напряжения. В микросхеме MAX521 первые четыре канала имеют индивидуальные входы опорного напряжения, а вторые четыре канала - один объединенный вход опорного напряжения. Из всех рассмотренных в рамках данной статьи DAC, микросхема MAX521 имеет самую сложную внутреннюю структуру, показанную на рис.4.

Рис.4. Структура микросхемы 8-битного восьмиканального цифро-аналогового преобразователя MAX521
 

Разводка выводов всех отобранных микросхем с интерфейсом I2C  приведена в таблице 20.

Таблица 20

MAX517 MAX518 MAX519 MAX520 MAX521 НАЗВАНИЕ ФУНКЦИЯ
1 1 1 2 2 OUT0 Выход по напряжению DAC 0
2 2 4 6 5 DGND Цифровой общий
- - 5 - - AD3 Третья линия адреса
3 3 6 7 7 SCL Вход импульсов стробирования интерфейса I2C
4 4 8 8 8 SDA Вход последовательных данных интерфейса I2C
- - 9 11 - AD2 Вторая линия адреса
5 5 10 10 14 AD1 Первая линия адреса
6 6 11 9 13 AD0 Нулевая линия адреса
7 7 12 12 15 VDD Положительное напряжение питания
- - 13 3 3 REF1 Вход опорного напряжения для DAC  1
8 - 15 4 4 REF0 Вход опорного напряжения для DAC  0
- 8 16 1 1 OUT1 Выход по напряжению DAC 1
- - 2,3,7,14 - - NC Не используются
- - - 5 6 AGND Аналоговый общий
- - - - 9 OUT4 Выход по напряжению DAC 4
- - - - 10 OUT5 Выход по напряжению DAC 5
- - - - 11 OUT6 Выход по напряжению DAC 6
- - - - 12 OUT7 Выход по напряжению DAC 7
- - - - 16 REF4 Вход опорного напряжения для DAC  4-7
- - - 13 17 REF3 Вход опорного напряжения для DAC  3
- - - 14 18 REF2 Вход опорного напряжения для DAC  2
- - - 15 19 OUT3 Выход по напряжению DAC 3
- - - 16 20 OUT2 Выход по напряжению DAC 2

Диаграммы соотношения стоимости одного канала для рассматриваемых микросхем с интерфейсом I2C приведены на рис.5. Сравнение рис.1-3 и 5 показывает, что микросхемы MAX520/521 имеют наилучшие стоимостные показатели, а с учетом того, что ток потребления микросхем MAX520 не превышает 20 мкА, они несомненно являются наиболее предпочтительными (по соотношению цена/качество) среди многоканальных восьмибитных микросхем.

Рис.5. Диаграммы соотношения стоимости канала 8-битных микросхем с интерфейсом I2C
 

Анализ цифро-аналоговых преобразователей с иными интерфейсами

Из микросхем третьей группы, приведенных в таблице 5 первой части статьи (с оригинальными интерфейсами, отличными от SPI и I2C), соответствуют нашим критериям только три микросхемы. Они приведенные в таблице 21.

Таблица 21

ТИП Раз
ряд
ность,
бит
Коли
чество
кана
лов
Тип
выхода
Напря
жение
пита
ния, В
Макси
маль
ный
ток
потреб
ления,
мкА
Типо
вое
время
уста
нов
ления,
мкс
Источ
ник
опор
ного
напря
жения
Кор
пус
Цена, $
MAX543 12 1 I 5 - 15 100 0.25 Внешний 8/PDIP 5.45
MX7543 12 1 I 4.75 - 5.25 2.5 мА 2 (max) Внешний 16/PDIP  7.52
MAX514 12 4 I 4.5 - 5.25 400 0.25 Внешний 24/PDIP 14.25

Микросхема MAX543 представляет собой 12-битный одноканальный цифро-аналоговый преобразователь с токовым выходом и оригинальными последовательным интерфейсом, способным работать с элементами оптической изоляции или последовательным портом микроконтроллера в синхронном режиме. Микросхема работает в широком диапазоне напряжений питания от 4,75 В до 15,75 В. Она совместима по входам с TTL логикой при питании +5 В и с CMOS логикой при питании +15 В. Опорное напряжение микросхемы может достигать +25 В относительно общего вывода GND. На рис.6 приведена типовая схема включения цифро-аналогового преобразователя с оптической изоляцией.

Рис.6. Типовая схема включения цифро-аналогового преобразователя MAX543 с оптической изоляцией
 

Микросхема MX7543 представляет собой  прецизионный 12-битный цифро-аналоговый преобразователь, с оригинальным интерфейсом, способным работать с последовательным портом микроконтроллера в синхронном режиме. Особенностью этой микросхемы является наличие развитой логики на входах стробирования данных в сдвиговом и выходном регистрах.

Микросхема MAX514 представляет собой 12-битный четырехканальный цифро-аналоговый преобразователь с токовым выходом и оригинальными последовательным интерфейсом, способным работать с элементами оптической изоляции или последовательным портом микроконтроллера в синхронном режиме. Интерфейс аналогичен интерфейсу микросхемы MAX543. 

Заключение

В рамках настоящего цикла статей, читатель ознакомился с современными достижениями фирмы MAXIM в области создания цифро-аналоговых преобразователей. В первой части статьи приведены основные технические характеристики всех выпускаемых в настоящее время микросхем DAC. Все выпускаемые типы микросхем приведены в пяти таблицах, содержащих сведения о микросхемах с различными типами интерфейсов: параллельным байтовым (табл.1), параллельным с разрядностью более байта (табл.2), последовательным SPI интерфейсом (табл.3), последовательным I2C интерфейсом (табл.4) и другими последовательными интерфейсами (табл.5). Вторая часть статьи посвящена рассмотрению особенностей и наиболее интересных микросхем с параллельными интерфейсами. Третья настоящая часть статьи посвящена микросхемам с последовательными интерфейсами. Автор надеется, что приведенный материал достаточен для создания у читателя достаточно полного представления о возможностях и особенностях современных микросхемах цифро-аналоговых преобразователей фирмы MAXIM.

Олег Николайчук,
onic@ch.moldpac.md

Ссылки по теме:

Источник: rtcs.ru
 © 2003—2017 «Электронный портал»Обр@тная связь