电流输出/串行输入、16位/14位DAC AD5543/AD5553 产品特性 功能框图 16位分辨率AD5543 AD5543/AD5553 AD5553：14位分辨率 VDD RFB ±1 LSB DNL ±1 LSB INL VREF DAC IOUT 低噪声：12 nV/√Hz 低功耗：I = 10 µA DD 16 OR 14 建立时间：0.5 µs CONTROL DAC 四象限乘法基准电压输入 CS LOGIC REGISTER 满量程电流：2 mA ± 20%，V = 10 V REF 16 OR 14 内置RFB便于电压转换 CLK GND 三超线紧式凑接型口8引脚MSOP和8引脚SOIC封装 SDI 16-BIRTE/1G4I-SBTITE RSHIFT 02917-001 图1. 应用 1.0 自动测试设备 仪器仪表 0.8 数字控制校准 0.6 工业控制PLC 0.4 B) 0.2 S L 0 概述 L ( N I–0.2 AD5543/AD5553分别是16/14位、低功耗、电流输出、小尺 –0.4 寸数模转换器(DAC)，设计采用5 V单电源供电，并在±10 V –0.6 乘法基准电压下工作。 –0.8 满量程输出电流由所施加的外部基准电压(V )决定。与 –1.0 REF 0 96 52 88 84 80 75 72 68 64 60 56 52 48 44 40 36 外和温部度运跟算踪放，大以器便一进起行使电用压时转，换内。部反馈电阻(RFB)支持R-2R 40 81 12,2 16,3 20,4 24,5 28,6CO32,7DE36,8 40,9 45,0 49,1 53,2 57,3 61,4 65,5 02917-002 图2. 积分非线性 串行数据接口利用串行数据输入(SDI)、时钟(CLK)和芯片 2 选择(CS)引脚，提供高速、三线式微控制器兼容型输入。 0 AD5543/AD5553采用超紧凑(3 mm × 4.7 mm) 8引脚MSOP和 –2 8引脚SOIC封装。 –4 B) d N ( –6 AI G –8 –10 –12 –1410k 100k FREQUE1NMCY (Hz) 10M 100M 02917-025 图3. 基准乘法带宽 Rev. F Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. Fax: 781.461.3113 ©2002–2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。

AD5543/AD5553 目录 特性....................................................................................................1 应用信息.........................................................................................11 应用....................................................................................................1 稳定性........................................................................................11 概述....................................................................................................1 正电压输出...............................................................................11 功能框图...........................................................................................1 双极性输出...............................................................................11 修订历史...........................................................................................2 可编程电流源...........................................................................12 技术规格...........................................................................................3 基准电压源选择.......................................................................12 时序图..........................................................................................4 放大器选择...............................................................................12 绝对最大额定值..............................................................................5 评估板.............................................................................................14 ESD警告.......................................................................................5 系统开发平台...........................................................................14 引脚配置和功能描述.....................................................................6 AD5543/AD5553与SPORT的接口........................................14 典型性能参数..................................................................................7 波形发生器...............................................................................14 电路工作原理..................................................................................9 评估板操作...............................................................................14 DAC部分.....................................................................................9 物料清单....................................................................................18 串行数据接口................................................................................10 外形尺寸.........................................................................................19 ESD保护电路............................................................................10 订购指南....................................................................................20 PCB布局布线和电源旁路......................................................10 修订历史 2012年1月—修订版E至修订版F 2009年10月—修订版B至修订版C 增加图15；重新排序.....................................................................8 更新“外形尺寸”.............................................................................14 更改表9...........................................................................................13 更改“订购指南”.............................................................................15 更改图27.........................................................................................15 更改图28.........................................................................................16 2009年7月—修订版A至修订版B 更换图29、图30和图31...............................................................17 格式更新....................................................................................通篇 更改特性部分..................................................................................1 2011年2月—修订版D至修订版E 更新“外形尺寸”.............................................................................14 增加“评估板”部分........................................................................14 更改“订购指南”.............................................................................15 更新“外形尺寸”.............................................................................20 更改“订购指南”.............................................................................21 2003年2月—修订版0至修订版A 更改订购指南..................................................................................3 2010年4月—修订版C至修订版D 更改图3.............................................................................................1 2002年12月—修订版0：初始版 更改表1.............................................................................................3 移动“时序图”部分..........................................................................4 移动表4.............................................................................................6 删除图13；重新排序.....................................................................8 更改图14...........................................................................................8 更改图18...........................................................................................9 移动表5和表6................................................................................10 增加“基准电压源选择”部分和“放大器选择”部分................12 增加表7、表8和表9；重新排序................................................13 Rev. 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AD5543/AD5553 技术规格 除非另有说明，V = 5 V ± 10%，V = 0 V，I = 虚拟GND，GND = 0 V，V = 10 V，T = 整个工作温度范围。 DD SS OUT REF A 表1. 参数 符号 条件 5 V ± 10% 单位 静态性能1 分辨率 N V = 10 V (AD5543)时，1 LSB = V /216 = 153 µV 16 位 REF REF V = 10 V (AD5553)时，1 LSB = V /214 = 610 µV 14 位 REF REF 相对精度 积分 非 级：AD5553C ±1 LSB(最大 值) 线性(INL) 级：AD5543C ±1 LSB(最大 值) 级：AD5543B ±2 LSB(最大 值) 差分非线性 差分 非线 单调性 ±1 LSB(最大值) 性(DNL) 误差： 输出漏电流 I 数据 = 0x0000，T = 25°C 10 nA(最大 值) OUT A 数据 = 0x0000，T = T 最大值 20 nA(最大 值) A A 满量程增益误差 G 数据 = 0xFFFF ±1/±4 mV(典型值/ FSE 最大值) 满量程温度系数2 TCV 1 ppm/°C(典型 值) FS 基准输入 V 范围 V −15/+15 V(最小值/ REF REF 最大值) 输入电阻 R 5 kΩ(典型值)3 REF 输入电容2 C 5 pF(典型 值) REF 模拟输出 输出电流 I 数据 = 0xFFFF(AD5543) 2 mA(典型 值) OUT 数据 = 0x3FFF(AD5553) 输出电容2 C 代码相关 200 pF(典型 值) OUT 逻辑输入和输出 逻辑输入低电压 V 0.8 V(最大值) IL 逻辑输入高电压 V 2.4 V(最小 值) IH 输入漏电流 I 10 µA(最大 值) IL 输入电容2 C 10 pF(最大 值) IL 接口时序2, 4 参见图4和图5 时钟输入频率 f 50 MHz CLK 时钟高电平脉宽 t 10 ns(最小 值) CH 时钟低电平脉宽 t 10 ns(最小 值) CL CS 至时钟建立 t 0 ns(最小 值) CSS 时钟至CS保持 t 10 ns(最小 值) CSH 数据建立 t 5 ns(最小 值) DS 数据保持 t 10 ns(最小 值) DH 电源特性 电源电压范围 V 范围 4.5/5.5 V(最小值/ DD 最大值) 正电源电流 I 逻辑输入 = 0 V 10 µA(最大 值) DD 功耗 P 逻辑输入 = 0 V 0.055 mW(最大 值) DISS 电源灵敏度 P ∆V = ±5% 0.006 %/%(最大 值) SS DD Rev. F | Page 3 of 20

AD5543/AD5553 参数 符号 条件 5 V ± 10% 单位 交流特性4 输出电压建立时间 t 到满量程的±0.1%， 0.5 µs(典型 值) S 数据 = 0x0000到0xFFFF到0x0000(AD5543) 数据 = 0x0000到0x3FFF到0x0000(AD5553) 基准乘法带宽 带宽 V = 100 mV rms，数据 = 0xFFFF 6.6 MHz(典型值) REF DAC毛刺脉冲 Q V = 0 V，数据 = 0x7FFF到0x8000(AD5543) 7 nV-sec REF 馈通误差 V /V 同一通道，数据 = 0x0000，V = 100 mV rms −83 dB OUT REF REF 数字馈通 Q C = 1和f = 1 MHz 7 nV-sec S CLK 总谐波失真 总谐 波失 V = 5 V p-p，数据 = 0xFFFF，f = 1 kHz −103 dB(典型 值) REF 真(THD) 输出散粒噪声电压 e f = 1 kHz，带宽 = 1 Hz 12 nV/√Hz N 1 使用外部精密OP177电流电压转换放大器，在闭环系统中进行所有静态性能测试(I 除外)。AD5543 R 端子连接到放大器输出。+IN运算放大器接地，DAC I OUT FB OUT 连接到−IN运算放大器。典型值代表25°C时测量的平均读数。 2 通过设计保证这些参数性能，但未经生产测试。 3 使用AD8038电流电压转换放大器，在闭环系统中进行所有交流特性测试，使用AD8065时的THD除外。 4 所有输入控制信号均指定t = t = 2.5 ns(10％到90％，3 V)并从1.5 V电平起开始计时。 R F 时序图 SDI D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D1 D0 CLK tDS tDH tCH tCL tCSS tCSH CS 02917-016 图4. AD5543时序图 SDI D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D1 D0 CLK tDS tDH tCH tCL tCSS tCSH CS 02917-017 图5. AD5553时序图 Rev. F | Page 4 of 20

AD5543/AD5553 绝对最大额定值 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 表2 . 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 参数 额定值 V 至 GND −0.3 V 至 +8 V 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 DD V 至 GND −18 V 至 +18 V 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 REF 逻辑输入至GND −0.3 V 至 +8 V 器件的可靠性。 V(I ) 至 GND −0.3 V 至 V + 0.3 V OUT DD 输入电流至除电源引脚外的任何引脚 ±50 mA 封装功耗 (T − TA )/θ J最大值 JA 热阻θ ESD警告 JA 8引脚表贴(MSOP)封装 150°C/W ESD(静电放电)敏感器件。 8引脚表贴(SOIC)封装 100°C/W 静电电荷很容易在人体和测试设备上累积，可高达4000 最大结温(T ) 150°C V，并可能在没有察觉的情况下放电。尽管本产品具有 J最大值 工作温度范围 专用ESD保护电路，但在遇到高能量静电放电时，可能 B型和C型 −40°C 至 +85°C 会发生永久性器件损坏。因此，建议采取适当的ESD防 范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 存储温度范围 −65°C 至 +150°C 引脚温度 R-8、RM-8(气相，60秒) 215°C R-8、RM-8(红外，15秒) 220°C Rev. F | Page 5 of 20

AD5543/AD5553 引脚配置和功能描述 CLK 1 8 CS AD5543/ SDI 2 AD5553 7 VDD VRRFEBF 34 (NToOt Pto V SIEcaWle) 65 GIONUDT 02917-004 图6. 引脚配置 表3. 引脚功能描述 引脚编号 引脚名称 描述 1 CLK 时钟输入。正边沿触发，时钟数据输入移位寄存器中。 2 SDI 串行寄存器输入。数据先直接加载到移位寄存器MSB。多余的前导位被忽略。 3 R 内部匹配的反馈电阻。此引脚连接到外部运算放大器，用于电压输出。 FB 4 V DAC基准电压输入引脚。建立DAC满量程电压。恒定的输入电阻与代码。 REF 5 I DAC电流输出。此引脚连接到外部精密电流电压运算放大器的反相端子，用于电压输出。 OUT 6 GND 模拟地和数字地。 . 7 V 正电源输入。额定工作范围为5 V ± 10%。 DD 8 CS 片选。数字输入，低电平有效。移位寄存器数据在上升沿传输到DAC寄存器。有关工作参数，参见表4。 表4. 控制逻辑真值表 CLK CS 串行移位寄存器功能 DAC寄存器 X H 不起作用 锁存 ↑+1 L 移位寄存器数据前移一位 锁存 X1 H 不起作用 锁存 X1 ↑+1 移位寄存器数据传输到DAC寄存器 从串行寄存器加载新的数据 1 ↑+ = 正逻辑转换；X = 无关。 Rev. F | Page 6 of 20

AD5543/AD5553 典型性能参数 1.0 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 INL (LSB)–00..220 DNL (LSB)–00..202 –0.4 –0.4 –0.6 –0.6 –0.8 –0.8 –1.00 8192 16,384 24,C57O6DE3 2(,D7e6c8im4a0l,)960 49,152 57,344 65,536 02917-005 –1.00 2048 4096 61C44ODE8 (1D9e2cim1a0l,)240 12,288 14,336 16,384 02917-008 图7. AD5543积分非线性误差 图10. AD5553差分非线性误差 1.0 1.5 VREF = 2.5V 0.8 TA = 25°C 1.0 0.6 B) 0.4 S L 0.5 NL (LSB) 0.20 TY ERROR ( 0 DINNLL D–0.2 RI A E–0.5 –0.4 N LI –0.6 –1.0 GE –0.8 –1.00 8192 16,384 24,5C7O6DE3 2(,D7e6c8im4a0l,)960 49,152 57,344 65,536 02917-006 –1.52 4 SUPPLY VO6LTAGE VDD (V)8 10 02917-009 图8. AD5543差分非线性误差 图11. 线性误差与VD的关系 D 5 1.0 VDD = 5V TA = 25°C 0.8 0.6 4 A) m 0.4 ( D D 0.2 T I 3 L (LSB) 0 URREN IN–0.2 LY C 2 P –0.4 UP S –0.6 1 –0.8 –1.00 2048 4096 61C44ODE8 (1D9e2cim1a0l,)240 12,288 14,336 16,384 02917-007 00 0.5 1.0 L1O.5GIC 2IN.0PUT2V.O5LTA3G.0EVIH3 .(5V) 4.0 4.5 5.0 02917-010 图9. AD5553积分非线性误差 图12. 电源电流与逻辑输入电压的关系 Rev. F | Page 7 of 20

AD5543/AD5553 3.0 A2 –5V DLY 67.72µs 2.5 A) m2.0 T ( 0x5555 N E R R1.5 U C LY 0x8000 PP1.0 U S 0xFFFF 0x0000 0.5 010k 100kCLOCK FRE1QMUENCY (Hz)10M 100M 02917-011 5V 2V 136ns 02917-014 图13. AD5543电源电流与时钟频率的关系 图16. 建立时间 –3.65 90 VDD = 5V ± 10% 80 VREF = 10V –3.70 70 –3.75 60 –3.80 R (dB)50 (V)OUT –3.85 SR40 V P –3.90 30 –3.95 20 –4.00 10 010 100 FR1kEQUENCY 1(H0kz) 100k 1M 02917-012 –4.05–20 –10 0 TIM1E0 (ns) 20 30 40 02917-026 图14. 电源抑制比(PSRR)与频率的关系 图17. 半量程转换和数字馈通 20 0 –20 B) d M ( –40 U R T –60 C E SP –80 R E W –100 O P –120 –140 –160 0 5 FR1E0QUENCY (k1H5z) 20 25 02917-200 图15. AD5543/AD5553模拟THD Rev. F | Page 8 of 20

AD5543/AD5553 电路工作原理 AD5543/AD5553包含16位/14位电流输出、DAC、串行输 请注意，匹配的开关与内部5 kΩ反馈电阻串联。如果用户尝 入寄存器和DAC寄存器。两个转换器使用3线式串行数据 试测量RFB，必须为VDD供电，确保连续性。 接口。 VDD R2 DAC部分 DAC架构使用电流导引R-2R梯形电阻设计。图18显示典型 VDD RFB C1 的等效DAC结构。DAC内置匹配的反馈电阻，与外部运算 VREF VREF AADD55554533/ IOUT1 A1 R1 GND 放大器一起使用(见图19)。RFB和IOUT端子分别连接到运 VOUT = 0 TO –VREF SYNC SCLK SDIN 算放大器输出和反相节点，精密电压输出公式为 AGND V = −V × D/65,536 (AD5543) (1) OUT REF µCONTROLLER V = −V × D/16,384 (AD5553) (2) NOTES 请注意OU，T输出电REF压极性与直流基准电压的V 极性相反。 12..RCIF11 A AP1HN IADSS RAE2 H CUIOGSMHE DPS EPONENSELADYT AIIFOM NGP AL(4IIFpNIF EA TRDO.J U6SpTFM) MEANYT IBSE R REEQQUUIRIREEDD. 02917-019 REF 图19. 电压输出配置 这些DAC设计为在正/负基准电压下工作。VDD电源引脚仅 这些DAC还设计用于接受交流基准输入信号。AD5543接 供内部逻辑用于驱动DAC开关的通断状态。 受−12 V至+12 V范围内的输入基准电压。基准电压输入会 具有5 kΩ ± 30%的恒定标称输入电阻值。DAC输出(I )与 OUT VDD 代码有关，会产生不同的电阻和电容。选择外部放大器时 R R R VREF RFB 必须考虑AD5543在放大器反相输入节点上产生的阻抗变 2R 2R 2R R 5kΩ 化。反馈电阻与DAC梯形电阻并联是输出电压噪声的主要 S2 S1 IOUT 来源。为了保持良好的模拟性能，推荐将0.01 µF至0.1 µF陶 瓷电容或芯片电容的电源旁路与1 µF钽电容并联。由于频 GND 率的PSRR能力降低，用户必须避免电源切换。 DSWIGIITTCAHLE INS TSE1R AFNADC ES 2C AORNEN ECCLTOISOENDS, OVDMDIT MTUESDT F BOER PCOLWAREIRTEYD;. 02917-018 图18. 等效R-2R DAC电路 Rev. F | Page 9 of 20

AD5543/AD5553 串行数据接口 AD5543/AD5553使用3线式(CS、SDI、CLK)串行数据接 VDD 口。新的串行数据以16位数据字格式逐个输入AD5543的串 DIGITAL INPUTS 行输入寄存器。以MSB优先方式加载。表5定义了16个数 5kΩ 据字位。依照接口时序规格中规定的数据建立和保持时间 要求，数据通过SDI引脚，在CLK的正时钟沿逐个输入寄 DGND 02917-020 存器。选通CS引脚将串行寄存器数据传输到DAC寄存器 图20. 等效ESD保护电路 时，仅查询逐个输入到串行寄存器中的最后16位。因为大 PCB布局布线和电源旁路 多数微控制器输出8位字节的串行数据，所以两个数据字 采用紧凑、最小引线长度PCB的布局设计是很好的做法。 输 节可以写入到AD5543/AD5553。加载串行寄存器之后，CS 入的引线应尽可能短，以将IR压降和杂散电感降至最小。 的上升沿将串行寄存器数据传输到DAC寄存器；在此选通 同样，必须采用优质电容将电源旁路达到最佳稳定性。要 期间，不应切换CLK。对于AD5553，采用16位时钟周期， 实现器件的电源引脚旁路，应采用0.01μF至0.1μF的盘式或 会忽略这两个LSB。 片式陶瓷电容。电源处也应当运用低ESR 1 µF至10 µF钽电容 ESD保护电路 或电解电容，以便尽可能减少瞬态干扰，并滤除低频纹波。 所有逻辑输入引脚包含反向偏置的ESD保护齐纳二极管， V 与R 之间的PCB金属走线也应当匹配，使增益误差达 与地(DGND)和V 相连，如图20所示。 REF FB DD 到最小。 表5. AD5543串行输入寄存器数据格式；数据以MSB优先格式加载 B15 (MSB) B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 (LSB) D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 表6. AD5553串行输入寄存器数据格式；数据以MSB优先格式加载 B13 (MSB)1 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 (LSB) D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 完整的16位数据字可以加载到AD5553串行输入寄存器，但CS返回逻辑高电平时，只有输入的最后14位传输到DAC寄存器。 Rev. F | Page 10 of 20

AD5543/AD5553 应用信息 稳定性 双极性输出 VDD AD5543/AD5553本身是采用2象限乘法DAC。换言之，可 U1 以轻松设置用于单极性输出运算。满量程输出极性与基准 C1 VDD RFB 输入电压相反。 VREF VREF IOUT VO 在某些应用中，可能需要产生全四象限乘法功能或双极性 AD8628 GND 输出摆幅，这可通过将额外U4外部放大器配置为求和放大 AD5543/AD5553 U2 02917-021 器来轻松实现(见图23)。在此电路中，第二个放大器U4提 图21. 防止增益峰值所用的可选补偿电容 供了2的增益，将输出范围幅度提高到5 V。利用基准电压 对于电流转电压配置，DAC的I 和运算放大器的反相节 提供的2.5 V偏置电压使外部放大器偏置，便可实现全四象 OUT 点必须尽可能彼此靠近连接，且必须采用合适的PCB布局 限乘法电路。此电路的传递公式显示，当输入数据(D)从 技术。因为每个代码变化对应于一个阶跃函数，所以如果 零码(V = −2.5 V)递增至半量程(V = 0 V)，再递增至满 OUT OUT 运算放大器的GBP有限且反相节点处存在过大的寄生电 量程(V = +2.5 V)时，就会产生正负输出电压。 OUT 容，则会出现增益峰值。 V = (D/32,768 − 1) × V (AD5543) (3) OUT REF 可选的补偿电容C1能够增加稳定性，如图21所示。必须凭 V = (D/16,384 − 1) × V (AD5553) (4) OUT REF 经验选择C1，但通常20 pF就足以补偿。 对于AD5543，电阻容差成为用户会注意到的主要误差。 正电压输出 R1 R2 为了获得正电压输出，由于存在电阻容差误差，与通过反 10kΩ ± 0.01% 10kΩ ± 0.01% 相放大器的输出反转相比，向DAC输入施加负基准电压的 C2 方式更好。为了生成负基准电压，运算放大器可以对基准 U4 +5V 电压进行电平转换，使基准的VOUT引脚虚拟接地，且基 +5V 5kΩ ± 0.01% 准的GND引脚为−2.5 V(见图22)。 ADR03 U1VDD RFB C1 R3 1/2AVVD–+8620 VO +5V VOUTVIN VREF IOUT +5V GND GND 1/2AD8620 –2.5V <– 5VVO < +2.5V ADR03 U3 AD5553 ONLY U2 02917-023 VOUTVIN 图23. 四象限乘法应用电路 U4 +5V U1 1/2AVVD–+8620 –G2N.5DVU3 VRVEDFD RFB IOUTC1 VO GND 1/2AD8628 –5V AD5543/AD5553 U2 0V < VO < +2.5V 02917-022 图22. 正电压输出配置 Rev. F | Page 11 of 20

AD5543/AD5553 可编程电流源 基准电压源选择 图24显示采用改良Howland电流泵的多功能电压电流转换 选择与AD55xx系列电流输出DAC一起使用的基准电压源 电路。除了提供精密电流转换之外，此电路还支持双向电 时，要注意基准电压源的输出电压和温度系数规格。选择 流以及高压要求。此电路可用于4 mA至20 mA电流发射器， 具有低电平输出温度系数的精密基准电压源，可以将误差 最大负载为500 Ω。如图24所示，如果电阻网络匹配，负载 源降到最低。表7列出了ADI公司适合与此范围的电流输出 电流为 DAC一起使用的某些基准电压源。 (R2+R3)/R1 放大器选择 I = ×V ×D (5) L R3 REF 电流导引模式的基本要求是放大器具有低输入偏置电流和 低输入失调电压。因为存在DAC的代码相关输出电阻，所 理论上，R3可以根据需要尽可能调小，以便在U3输出电 以运算放大器的输入失调电压会与电路的可变增益相乘。 流驱动能力范围内达到所需电流。此电路功能多样，因 由于放大器的输入电压出现失调，因而两个相邻数字小数 此AD8510可以在两个方向均提供±20 mA，且顺从电压达 之间的噪声增益变化会使输出电压产生步进变化。此输出 到15 V，这主要受U3的电源电压限制。但是，用户必须注 电压变化与两个代码间所需的输出变化相叠加，引起差分 意补偿。无需C1，可以得出输出阻抗为 线性误差；如果该误差足够大，可能会导致DAC非单调。 ( ) R1'R3R1+R2 运算放大器的输入偏置电流也会在电压输出上产生失调， Z = ( ) ( ) (6) O R1R2'+R3' −R1' R2+R3 其原因是偏置电流会流经反馈电阻R 。 FB 如果电阻完美匹配，Z 为无穷大，符合预期，表现为理想 运算放大器的共模抑制对电压切换电路很重要，因为其会 O 的电流源。另一方面，如果这些电阻不匹配，Z 可以是正 在电路的电压输出端产生代码相关误差。 O 值，也可以是负值。负值可能引起振荡。因此，C1需要避 如果DAC开关由真正的宽带低阻抗信号源(V 和AGND)驱 IN 免振荡。对于关键应用，凭经验可确定C1，但通常在几个 动，就会迅速建立。因此，电压开关DAC电路的压摆率和 皮法(pF)范围内。 建立时间主要由输出运算放大器决定。若要获得此配置中 的最小建立时间，可将DAC的V 节点(此应用中的电压输 REF VDD 出节点)处的电容降到最低。这可通过使用低输入电容缓冲 放大器和精心的电路板设计来实现。 U1 VDD RFB VREF VREF IOUT R1' R2' ADI公司针对精密直流和交流应用提供各类放大器，如表8 150kΩ 15kΩ GND AD8628 和表9所示。 C1 AD5543/AD5553 10pF U2 VDD R3' 50Ω U3 V+ AD8510 V– R3 50Ω VSS VL R1 R2 150kΩ 15kΩ LOAD IL 02917-024 图24. 含双向电流控制和高压顺从功能的可编程电流源 Rev. F | Page 12 of 20

AD5543/AD5553 表7. 适用的ADI精密基准电压源 最大温度 产品型号 输出电压(V) 产品型号 漂移(ppm/°C) I (mA) 输出噪声(μV p-p) 封装 SS ADR01 10 0.05 3 1 20 SOIC-8 ADR01 10 0.05 9 1 20 TSOT-5, SC70-5 ADR02 5.0 0.06 3 1 10 SOIC-8 ADR02 5.0 0.06 9 1 10 TSOT-5, SC70-5 ADR03 2.5 0.1 3 1 6 SOIC-8 ADR03 2.5 0.1 9 1 6 TSOT-5, SC70-5 ADR06 3.0 0.1 3 1 10 SOIC-8 ADR06 3.0 0.1 9 1 10 TSOT-5, SC70-5 ADR420 2.048 0.05 3 0.5 1.75 SOIC-8, MSOP-8 ADR421 2.50 0.04 3 0.5 1.75 SOIC-8, MSOP-8 ADR423 3.00 0.04 3 0.5 2 SOIC-8, MSOP-8 ADR425 5.00 0.04 3 0.5 3.4 SOIC-8, MSOP-8 ADR431 2.500 0.04 3 0.8 3.5 SOIC-8, MSOP-8 ADR435 5.000 0.04 3 0.8 8 SOIC-8, MSOP-8 ADR391 2.5 0.16 9 0.12 5 TSOT-5 ADR395 5.0 0.10 9 0.12 8 TSOT-5 表8. 适用的ADI精密运算放大器 V 最大值 I最大值 0.1 Hz至10 Hz OS B 产品型号 电源电压(V) (μV) (nA) 噪声(μV p-p) 电源电流(μA) 封装 OP97 ±2 至 ±20 25 0.1 0.5 600 SOIC-8 , PDIP-8 OP1177 ±2.5 至 ±15 60 2 0.4 500 MSOP-8, SOIC-8 AD8675 ±5 至 ±18 75 2 0.1 2300 MSOP-8, SOIC-8 AD8671 ±5 至 ±15 75 12 0.077 3000 MSOP-8, SOIC-8 ADA4004-1 ±5 至 ±15 125 90 0.1 2000 SOIC-8, SOT-23-5 AD8603 1.8 至 5 50 0.001 2.3 40 TSOT-5 AD8607 1.8 至 5 50 0.001 2.3 40 MSOP-8, SOIC-8 AD8605 2.7 至 5 65 0.001 2.3 1000 WLCSP-5, SOT-23-5 AD8615 2.7 至 5 65 0.001 2.4 2000 TSOT-5 AD8616 2.7 至 5 65 0.001 2.4 2000 MSOP-8, SOIC-8 表9. 适用的ADI高速运算放大器 产品型号 电源电压(V) ACL时带宽(MHz) 压摆率(V/µs) V (最大值)(μV) I最大值(nA) 封装 OS B AD8065 5 至 24 145 180 1500 0.006 SOIC-8, SOT-23-5 AD8066 5 至 24 145 180 1500 0.006 SOIC-8, MSOP-8 AD8021 5 至 24 490 120 1000 10,500 SOIC-8, MSOP-8 AD8038 3 至 12 350 425 3000 750 SOIC-8, SC70-5 ADA4899-1 5 至 12 600 310 35 100 LFCSP-8, SOIC-8 AD8057 3 至 12 325 1000 5000 500 SOT-23-5, SOIC-8 AD8058 3 至 12 325 850 5000 500 SOIC-8, MSOP-8 AD8061 2.7 至 8 320 650 6000 350 SOT-23-5, SOIC-8 AD8062 2.7 至 8 320 650 6000 350 SOIC-8, MSOP-8 AD9631 ±3 至 ±6 320 1300 10,000 7000 SOIC-8, PDIP-8 Rev. F | Page 13 of 20

AD5543/AD5553 评估板 EVAL-AD5543/EVAL-AD5553与ADI公司的SDP1Z系统开发 SPORT_TFS CS 平台板配合使用。系统开发平台板可与评估板分开购买。 SPORT_TSCLK SCLK 使用这种基于Blackfin的开发板完成USB至SPI与AD5543的 SPORT_DTO SDIN 通信。此软件提供波形发生器。 系统开发平台 系件评统估开工发具平。台S(DSDP板P)基是于与B产la品ck评fin估 B板F5搭27配处使理用器的，硬通件过和一个软 ADSP-BF527 AD5543/AD5553 02917-124 图25. AD5543/AD5553与SPORT的接口 USB 2.0高速端口与PC建立USB连接。有关此器件的更多信 波形发生器 息，请访问系统开发平台网页。 评估板软件提供了波形发生器，可显示引入的每个变化并 AD5543/AD5553与SPORT的接口 发送到输出。 ADI公司的SDP有一个SPORT串行端口。SPORT接口用于 评估板操作 控制AD5543/AD5553，允许最高30 MHz的时钟频率。 评估板采用±12 V和+5 V电源电压。+12 V V 和V 用于为 DD SS 输出放大器供电，而+5 V用于为DAC (V )供电。 DD1 02917-125 图26. 评估板软件——波形发生器 Rev. F | Page 14 of 20

AD5543/AD5553 621-71920 T U O V J4 T U O V 10uF + 0.1uF 10uF 0.1uF 6 + C4 C5 OP C6 C7 4 7 V-V+ U3 DIS8 SS - + DD V 2 3 V F RE J3 F V p C35.6 Y L P P U S E C DP EN uF uF DAC + VIN FOR S OP AMP + REFER DVDD C110+ C20.1 7VDD U1 3RFBSCLK 5IOUTSDIN 4VREFCS AD5543_53 AGND6 LK16 C10 0.1uF AGND 1 2 8 UT J1-1 J1-2 J1-5 J1-4 J1-3 /CS VO U2R435 D 4 SDIN +VIN ADTRIMGN ND SCLK 2 5C90.1uF G D D D V D DD SS DD + V V V C8uF 10 K N S SCL SDI /C 图27. AD5543/AD5553评估板原理图 Rev. F | Page 15 of 20

AD5543/AD5553 BMODE1: PULL UP WITH A 10k RESISTOR TO SET SDP TO BOOT FROM A SPI FLASH ON THE DAUGHTER BOARD J2 60 61 RESET_IN BMODE1 59 62 UART_RX UART_TX 58 63 GND GND 57 64 NC NC BOARD ID EEPROM (24LC64) MUST BE ON I2C BUS 0, ADDRESS IS AT USER DISCRETION 56 NC SDP NC 65 55 NC STANDARD NC 66 3.3V_BF 5543 NC CONNECTOR NC 6687 U4 NC NC 52 69 1 8 GND GND A0 VCC 51 70 2 7 NC NC A1 WP 50 71 3 6 NC NC A2 SCL 49 TMR_C* TMR_D 72 4 VSS SDA 5 48 TMR_A TIMERS TMR_B 73 47 GPIO6 GPIO7 74 24LC64 46 75 GND GND 45 GPIO4 GENERAL GPIO5 76 44 GPIO2 INPUT/OUTPUT GPIO3 77 STATUS 43 78 GPIO0 GPIO1 START 42 79 SCL_1 SCL_0 41 SDA_1 I2C SDA_0 80 40 81 GND GND 39 SPI_SEL1/SPI_SS SPI_CLK 82 MAIN I2C BUS (CONNECTED TO BLACKFIN TWI - PULL UP RESISTORS NOT REQUIRED) 38 83 SPI_SEL_C SPI_MISO 37 SPI_SEL_B SPI SPI_MOSI 84 I2C BUS 1 IS COMMON ACROSS BOTH CONNECTORS ON SDP - PULL UP RESISTORS REQUIRED 36 GND SPI_SEL_A 85 (CONNECTED TO BLACKFIN GPIO - USE I2C_0 FIRST) 35 86 SPORT_INT GND 34 SPORT_DT3* SPORT_TSCLK 87 SCLK 33 SPORT_DT2* SPORT_DT0 88 SDIN 32 SPORT_DT1 SPORT SPORT_TFS 89 /CS 31 90 SPORT_DR1 SPORT_RFS 30 SPORT_DR2* SPORT_DR0 91 29 SPORT_DR3* SPORT_RSCLK 92 28 93 GND GND 27 94 PAR_FS1 PAR_CLK 26 95 PAR_FS3 PAR_FS2 25 96 PAR_A1 PAR_A0 24 97 PAR_A3 PAR_A2 23 98 GND GND 22 99 21 PAR_CS PAR_INT 100 PAR_RD PAR_WR 20 101 PAR_D1 PAR_D0 19 PAR_D3 PARALLEL PAR_D2 102 18 PAR_D5 PORT PAR_D4 103 17 104 GND GND 16 105 PAR_D7 PAR_D6 15 106 PAR_D9 PAR_D8 14 107 PAR_D11 PAR_D10 13 108 PAR_D13 PAR_D12 12 109 PAR_D14 GND 11 110 USB_VBUS GND PAR_D15 10 PAR_D17 * *PAR_D16 111 9 PAR_D19 * *PAR_D18 112 8 PAR_D21 * *PAR_D20 113 3.3V_BF 7 PAR_D23 * *PAR_D22 114 6 115 GND GND 5 USB_VBUS VIO(+3.3V) 116 VIO: USE TO SET IO VOLTAGE MAX DRAW 20mA 4 117 GND GND VRIENQ: UUISREE ST H4I-S7 VP I2N0 0TmOA POWER THE SDP 32 GND GND 111198 NC NC 1 VIN *NC ON BLACKFIN SDP NC 120 02917-127 图28. SDP接口原理图 Rev. F | Page 16 of 20

AD5543/AD5553 02917-128 图29. 丝网图——元件侧视图(顶层) 02917-129 图30 元件侧布局图 02917-130 图31. 焊接侧布局图 Rev. F | Page 17 of 20

AD5543/AD5553 物料清单 表10 . 名称 器件描述 值 PCB封装 器件描述 CS 测试点 测试点 红色测试点 AGND 测试点 测试点 黑色测试点 C1 电容+ 10 µF RTAJ_A 10 V SMD钽电容 C2 电容 0.1 µF C0603 50 V X7R陶瓷电容 C3 电容 5.6 pF C0603 多层陶瓷电容 C4 电容+ 10 µF RTAJ_B 16 V钽电容 C5 电容 0.1 µF C0603 50 V X7R陶瓷电容 C6 电容+ 10 µF RTAJ_B 16 V钽电容 C7 电容 0.1 µF C0603 50 V X7R陶瓷电容 C8 电容+ 10 µF RTAJ_B 16 V钽电容 C9 电容 0.1 µF C0603 50 V X7R陶瓷电容 C10 电容 0.1 µF C0603 50 V X7R陶瓷电容 C11 电容 10 µF C0805 10 V 10 µF陶瓷电容10% X5R 0805 C12 电容 0.1 µF C0603 50 V X7R陶瓷电容 GL1 接地链路 元件链路 铜短路 J1 CON\POWER5 CON\POWER5 5引脚端子板 J2 SDP-STANDARD-CONN CON-120/FX8-120S-SV 120通道连接器、0.6 mm间距、插座 J3 SMB SMB 标准PCB安装SMB插孔——50 Ω J4 SMB SMB 标准PCB安装SMB插孔——50 Ω SCLK 测试点 测试点 红色测试点 SDIN 测试点 测试点 红色测试点 U1 AD5543/AD5553 SO8NB 数模转换器 U2 ADR435 SO8NB 5 V基准电压源 U3 AD8038 SO8NB 单通道运算放大器8引脚 U4 24LC64 MSO8 64K I2C串行EEPROM MSOP8 USB_VBUS 测试点 测试点 黑色测试点 VOUT 测试点 测试点 红色测试点 VREF 测试点 测试点 红色测试点 X1 MTHOLE-3MM MTHOLE-3MM 3 mm NPTH孔 X2 MTHOLE-3MM MTHOLE-3MM 3 mm NPTH孔 Rev. F | Page 18 of 20

AD5543/AD5553 外形尺寸 3.20 3.00 2.80 8 5 5.15 3.20 4.90 3.00 4.65 2.80 1 4 PIN1 IDENTIFIER 0.65BSC 0.95 15°MAX 0.85 1.10MAX 0.75 0.80 0.15 0.40 6° 0.23 0.55 CO0P.0L50A.1N0ARICTOYMPLIANT0.T25OJEDECSTA0°NDARDS0M.0O9-187-AA 0.40 10-07-2009-B 图32. 8引脚超小型封装[MSOP] (RM-8) 图示尺寸单位：mm 5.00(0.1968) 4.80(0.1890) 8 5 4.00(0.1574) 6.20(0.2441) 3.80(0.1497) 1 4 5.80(0.2284) 1.27(0.0500) 0.50(0.0196) BSC 1.75(0.0688) 0.25(0.0099) 45° 0.25(0.0098) 1.35(0.0532) 8° 0.10(0.0040) 0° COPLANARITY 0.51(0.0201) 0.10 SEATING 0.31(0.0122) 0.25(0.0098) 10..2470((00..00510507)) PLANE 0.17(0.0067) COMPLIANTTOJEDECSTANDARDSMS-012-AA C(RINOEFNPEATRRREOENNLCLTEIHNEOGSNDELISYM)AEANNRDSEIAORRNOESUNANORDETEDAIN-POMPFRIFLOLMPIMIRLELIATIMTEEERTFSEO;RIRNECUQHSUEDIVIINMAELDENENSSTIIOGSNNFS.OR 012407-A 图33. 8引脚标准小型封装[SOIC_N] 窄体(R-8) 图示尺寸单位：mm和(inch) Rev. F | Page 19 of 20

AD5543/AD5553 订购指南 型号1, 2 INL (LSB) RES (LSB) 温度范围 封装描述 封装选项 标识 AD5543CRMZ ±1 16 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DEV AD5543CRMZ-REEL7 ±1 16 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DEV AD5543BR ±2 16 −40°C 至 +85°C 8引脚SOIC_N R-8 AD5543BRZ ±2 16 −40°C 至 +85°C 8引脚SOIC_N R-8 AD5543BRM ±2 16 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DXB AD5543BRM-REEL7 ±2 16 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DXB AD5543BRMZ ±2 16 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DXB# AD5543BRMZ-REEL7 ±2 16 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DXB# AD5553CRM ±1 14 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DUC AD5553CRM-REEL7 ±1 14 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DUC AD5553CRMZ ±1 14 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DUC# AD5553CRMZ-REEL7 ±1 14 −40°C 至 +85°C 8引脚MSOP RM-8 DUC# EVAL-AD5543SDZ 评估板 1 AD5543内置1040个晶体管。芯片尺寸测量55 mil × 73 mil 或 4,015 sq. mil。 2 Z = RoHS兼容器件，#表示RoHS兼容器件的产品可能在顶部或底部进行标识。 ©2002–2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D02917sc-0-1/12(F) Rev. F | Page 20 of 20