AK9231

[AK9231]
AK9231
Dual 12-Bit 1MSPS SAR A/D Converter
概 要
1.
AK9231は、12ビット1MSPSの逐次比較型A/Dコンバータです。超小型パッケージを採用、基板の省ス
ペース化を実現致します。
2.











12-bit逐次比較型A/Dコンバータ
サンプリングレート:
ユニポーラ、入力レンジ:
SPITM シリアルインターフェース
S/(N+D):
INL:
DNL:
消費電流 IDD:
電源電圧 VDD:
動作温度範囲 Ta:
パッケージ:
特 長
1MSPS
0 ~ VDD
71.25dB(Typ.) at 100kHz Input
±1.25 SB(Max.)
±1.0 LSB(Max.)
50mW (fs=1MSPS, VDD= 5V)
2.35 ~ 5.25V
-40 ~ 105ºC
超小型パッケージ 16-pin QFN (3mm x 3mm)
VDD
AIN0
S/H
SAR
Serial I/F
&
Control
Logic
ADC
SCLK
SDO0
SDO1
AIN1
S/H
SAR
CSN
ADC
TEST2
TEST3
VSS
TEST0
TEST1
Figure 1. AK9231 Block Diagram
014010771-J-00
2014/12
-1-
[AK9231]
3.
目 次
概 要.................................................................................................................................................. 1
特 長.................................................................................................................................................. 1
目 次.................................................................................................................................................. 2
ピン配置と機能説明 ............................................................................................................................ 3
4.1. ピン配置 ....................................................................................................................................... 3
4.2. 機能説明 ....................................................................................................................................... 4
4.3. 使用しないピンの処理について .................................................................................................. 4
5. 絶対最大定格 ....................................................................................................................................... 5
6. 推奨動作条件 ....................................................................................................................................... 5
7. アナログ特性 ....................................................................................................................................... 6
8. DC特性 ................................................................................................................................................ 7
9. スイッチング特性 ............................................................................................................................... 7
9.1. タイミング波形 ............................................................................................................................ 7
9.2. ディジタルI/F ............................................................................................................................... 8
10. パッケージ .......................................................................................................................................... 9
10.1.
外形寸法図 ............................................................................................................................... 9
10.2.
マーキング ............................................................................................................................... 9
11. オーダリングガイド .......................................................................................................................... 10
12. 改訂履歴 ............................................................................................................................................ 10
重要な注意事項 .........................................................................................................................................11
1.
2.
3.
4.
014010771-J-00
2014/12
-2-
[AK9231]
4. ピン配置と機能説明
TEST2
NC
NC
11
10
9
SDO1
5
SDO0
014010771-J-00
PENIRQN
TEST3
6
4
16
Top View
VSS
AIN0
CSN
2
3
15
7
VDD
NC
AK9231NK
2
14
SCK
TEST1
NC
8
1
13
TEST0
AIN1
12
4.1. ピン配置
2014/12
-3-
[AK9231]
4.2. 機能説明
Pin No.
Pin Name
I/O
1
TEST0
I
2
TEST1
I
3
4
5
6
7
8
VDD
VSS
SDO0
SDO1
CSN
SCK
O
O
I
I
9
NC
-
10
NC
-
11
TEST2
I
12
TEST3
I
13
AIN1
I
14
NC
-
15
NC
-
Function
TEST0
(Internal pull down: 50kΩ. Typ.)
This pin must be connected to VSS.
TEST1
(Internal pull down: 50kΩ. Typ.)
This pin must be connected to VSS.
Power Supply: 2.35 ~ 5.25V
Ground
Serial Data Output 0
Serial Data Output 1
Chip Select
Serial Clock Input
No Connection.
No internal bonding. This pin must be connected to VSS
No Connection.
No internal bonding. This pin must be connected to VSS
TEST2
(Internal pull down: 50kΩ. Typ.)
This pin must be connected to VSS.
TEST3
(Internal pull down: 50kΩ. Typ.)
This pin must be connected to VSS.
ADC1 Input
No Connection.
No internal bonding. This pin must be connected to VSS
No Connection.
No internal bonding. This pin must be connected to VSS
ADC0 Input
16
AIN0
I
Note:
* 1. ディジタル入力ピン(CSN, SCK, TEST0, TEST1, TEST2, TEST3)は、オープンにしないでください。
4.3. 使用しないピンの処理について
使用しない入力ピンは下記の設定を行い、適切に処理してください。
区分
ピン名
設定
Analog
AIN0, AIN1
VSS
014010771-J-00
2014/12
-4-
[AK9231]
5. 絶対最大定格
(VSS= 0V, * 2)
Parameter
Symbol
Min.
Power Supply
VDD
-0.3
Analog Input Current (AIN+, AIN-)
AIN
Analog Input Voltage
AVIN
-0.3
Digital Input Current
DIIN
Digital Input Voltage
DVIN
-0.3
Ambient Operating Temperature
Ta
-40
Storage Temperature
Tstg
-65
Note:
* 2. 電圧は、すべてグラウンド(VSS)に対する値です。
Max.
6.0
±10
VDD+0.3
±10
VDD+0.3
105
150
Unit
V
mA
V
mA
V
ºC
ºC
注意: この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。また通常の動作は保
証されません。
6. 推奨動作条件
(VSS= 0V, * 2)
Parameter
Symbol
Power Supply
VDD
Note:
* 2. 電圧は、すべてグラウンド(VSS)に対する値です。
Min.
2.35
Typ.
Max.
5.25
Unit
V
注意: 本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任負いかねますので
ご注意下さい。
014010771-J-00
2014/12
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[AK9231]
7. アナログ特性
(特記なき場合は、Ta = -40 ~ 105ºC; VDD= 2.35 ~ 5.25V; fs= 1MHz)
Parameter
Min.
Typ.
Resolution
12
No Missing Codes
12
Integral Nonlinearity (INL) Error
-1.25
±0.65
Differential Nonlinearity (DNL) Error
-1
+0.4/-0.65
VDD= 2.35 ~ 3.6V
-2.5
±0.5
Offset Error
VDD= 4.75 ~ 5.25V
-2
±0.5
Offset Error Drift
±7
Offset Error match: ADC to ADC
-2
±0.1
Gain Error
-1.75
±0.5
Gain Error Drift
±0.4
Gain Error match: ADC to ADC
-1.75
±0.5
Sampling Dynamics
Throughput Rate
25
Acquisition time
325
tA match
50
Aperture Delay
5
Dynamic Characteristics (fin= 0.5dBFS)
THD
fI= 100kHz
-84
VDD=2.35 ~ 3.6V, fI= 100kHz
69
71.25
S/H
VDD=4.75 ~ 5.25V, fI= 100kHz
70
72.25
VDD=2.35 ~ 3.6V, fI= 100kHz
69
71.25
S/(N+D)
VDD=4.75 ~ 5.25V, fI= 100kHz
70
72.25
SFDR
sine wave 100kHz
85.5
Channel to Channel Isolation
-88
Full power bandwidth
At -3dB
12
Analog Input
Full scale input:
0
Absolute input voltage range
-0.2
Input Capacitance
27
Input leakage Current
-0.3/0.5
Power Supplies
Power Supply Current:
Normal Operation (fs=1MSPS) VDD= 5V
10
Normal Operation (fs=1M SPS) VDD=3V
7.2
Static state VDD= 5V
4.4
Static state VDD= 3V
4.2
Power-Down State
0.1
Invalid conversions after power up or reset
014010771-J-00
Max.
1.25
1
2.5
2
2
1.75
1.75
1000
200
Unit
bit
bit
LSB
LSB
LSB
LSB
µV/ºC
LSB
LSB
‘ppm/ºC
LSB
kSPS
nsec
psec
nsec
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
MHz
VDD
VDD+0.2
V
V
pF
µA
12.3
9.0
5.8
5.5
10
1
mA
mA
mA
mA
µA
2014/12
-6-
[AK9231]
8.
DC特性
(Ta= -40 ~ 105ºC)
Parameter
Symbol
Min.
Max.
Unit
VDD= 2.35 ~ 3.6V
VIH1
1.8
V
High-Level Input Voltage
VDD= 4.75 ~ 5.25V
VIH2
2.4
V
VDD= 5V
VIL1
0.8
V
Low-Level Input Voltage
VDD= 3V
VIL2
0.4
V
High-Level Output Voltage (Iout = -200µA)
VOH
VDD-0.2
V
Low-Level Output Voltage (Iout = 200µA)
VOL
0.4
V
Load Capacitance
CL
30
pF
Input Leakage Current
(* 3)
Iin
±1
µA
Note:
* 3. TEST0pin、TEST1pin、TEST2pin、TEST3pin を除く。
TEST0pin、TEST1pin、TEST2pin、TEST3pin は内部でプルダウンされています。(Typ.50kΩ)
9. スイッチング特性
(Ta= -40 ~ 105ºC)
Parameter
Symbol
SCK Clock Frequency
fSCK
SCK High Pulse Width
(* 4)
tSCKH
SCK Low Pulse Width
(* 4)
tSCKL
Minimum time from bus 3-state to start of next conversion
tq
CSN “↓” to First SCK “↓”
tCSS
CSN “↓” to DOUT “0” Delay
tCSD
SCK “↓” to DOUT Valid Delay
tDCD
SCK “↓” to DOUT Valid ;
VDD= 3V
tDCH1
Hold time
VDD= 5V
tDCH2
Minimum CS pulse
tCS
VDD= 3V
tCCZ1
16th SCK“↓” to SDO Hi-Z State
VDD= 5V
tCCZ2
Note:
* 4. tSCK = 1/ fSCK
Min.
Typ.
0.4 x tSCK
0.4 x tSCK
40
10
7
5.5
25
-
Max.
20
25
30
30
20
Unit
MHz
nsec
nsec
nsec
nsec
nsec
nsec
nsec
nsec
nsec
nsec
nsec
9.1. タイミング波形
1/ throughput
CSN
tCS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
SCK
D11
SDO
D0
Hi-Z
0
tq
Figure 2. データ出力タイミング1
014010771-J-00
2014/12
-7-
[AK9231]
VIH
CSN
VIL
tCSS
tSCKL tSCKH
VIH
SCK
VIL
SDO
Hi-Z
tDCH
tDCD
tCSD
0
D1
tCCZ
Hi-Z
D0
50%VDD
Figure 3. データ出力タイミング2
9.2. ディジタルI/F
CSN pinの “↓”エッジで入力信号のサンプリングを行い、AD変換が始まります。変換中、SDOからはデ
ータが出力されます。CSN pinの “↓”エッジ後、 “0”データが出力されSCK4発目 “↓”以降、12ビットの
AD変換されたデータがMSBファーストで出力されます。
16発目のSCKクロックの “↓”でSDOはHi-Zになり、AD変換は終了します。
13発目のSCKの “↓”後の最初の“↑”でアクイジションフェーズに入ります(Figure 4のb)
。
16発目のSCK入力後、CSN pinは“H”にしてください。SDO pinがHi-Zになった後、tq (quiet time) 時間
の終了までは(次のAD変換を始めない為に)CSN pinを“L”にしないでください。
通常動作時、bまではCSN pinは“H”にしないでください。
AD変換動作の途中でCSN pinを"H"にすると、AD変換は中止されてSDOはHi-Zとなり、同時にアクイジ
ションフェーズに移行します。
その後サンプリングを行うときは、アクイジション時間(Min. 325nsec)を待ってから、CSN pinを “↓”に
してください。
ディジタルI/Fの “H”レベルはVDDに制限されません。デバイスの電源VDD= 2.35Vの場合でも5.25Vの
“H”レベルを入力することが可能です。これにより電源レベルの異なる他システムをAK9231のディジタ
ルI/Fにつなげることができます。また、パワーアップ時の制約をリラックスします。但し、VOH、VOL
はVDDに依存します。
tCS
tCONV
b
U
CSN
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1
SCK
tCCZ
tCSS
D11
SU
SDO
D0
0
tq
tCSD
SU
U
1/throughput
Acquisition time
Figure 4. ディジタルI/F
014010771-J-00
2014/12
-8-
[AK9231]
10. パッケージ
10.1. 外形寸法図
16-pin QFN(Unit: mm)
Top View
Bottom View
0.75 0.05
C0.35
B
13
16
12
1
8
A
3.00 0.05
5
0.50
0.25 0.05
0.10 M C A B
(0.20)
0 ~ 0.05
0.40 0.05
(0.25)
3.00
1.70 0.10
0.05
1.70 0.10
0.05 C
C
* パッケージ裏面のDIE PADの部分は、オープンまたはグラウンドに接続して下さい
10.2. マーキング
9231K
YYYXX
Date Code: YYYXX (5 digits)
西暦年下 1 桁, 週コード 2 桁
管理コード 2 桁
Pin #1 indication
014010771-J-00
2014/12
-9-
[AK9231]
11. オーダリングガイド
AK9231NK
AKD9231
-40 ~ +105ºC
16pin QFN (3.0mm x 3.0mm, 0.5mm pitch)
AK9231用評価ボード
12. 改訂履歴
Date (Y/M/D)
14/12/09
Revision
00
Reason
初版
Page
Contents
014010771-J-00
2014/12
- 10 -
[AK9231]
重要な注意事項
0. 本書に記載された弊社製品(以下、
「本製品」といいます。)、および、本製品の仕様につきま
しては、本製品改善のために予告なく変更することがあります。従いまして、ご使用を検討
の際には、本書に掲載した情報が最新のものであることを弊社営業担当、あるいは弊社特約
店営業担当にご確認ください。
1. 本書に記載された情報は、本製品の動作例、応用例を説明するものであり、その使用に際し
て弊社および第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うも
のではありません。お客様の機器設計において当該情報を使用される場合は、お客様の責任
において行って頂くとともに、当該情報の使用に起因してお客様または第三者に生じた損害
に対し、弊社はその責任を負うものではありません。
2. 本製品は、医療機器、航空宇宙用機器、輸送機器、交通信号機器、燃焼機器、原子力制御用
機器、各種安全装置など、その装置・機器の故障や動作不良が、直接または間接を問わず、
生命、身体、財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極めて高い信頼性を
要求される用途に使用されることを意図しておらず、保証もされていません。そのため、別
途弊社より書面で許諾された場合を除き、これらの用途に本製品を使用しないでください。
万が一、これらの用途に本製品を使用された場合、弊社は、当該使用から生ずる損害等の責
任を一切負うものではありません。
3. 弊社は品質、信頼性の向上に努めておりますが、電子製品は一般に誤作動または故障する場
合があります。本製品をご使用頂く場合は、本製品の誤作動や故障により、生命、身体、財
産等が侵害されることのないよう、お客様の責任において、本製品を搭載されるお客様の製
品に必要な安全設計を行うことをお願いします。
4. 本製品および本書記載の技術情報を、大量破壊兵器の開発等の目的、軍事利用の目的、ある
いはその他軍事用途の目的で使用しないでください。本製品および本書記載の技術情報を輸
出または非居住者に提供する場合は、「外国為替および外国貿易法」その他の適用ある輸出
関連法令を遵守し、必要な手続を行ってください。本製品および本書記載の技術情報を国内
外の法令および規則により製造、使用、販売を禁止されている機器・システムに使用しない
でください。
5. 本製品の環境適合性等の詳細につきましては、製品個別に必ず弊社営業担当までお問合せく
ださい。本製品のご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制するRoHS指令等、適
用される環境関連法令を十分調査のうえ、かかる法令に適合するようにご使用ください。お
客様がかかる法令を遵守しないことにより生じた損害に関して、弊社は一切の責任を負いか
ねます。
6. お客様の転売等によりこの注意事項に反して本製品が使用され、その使用から損害等が生じ
た場合はお客様にて当該損害をご負担または補償して頂きますのでご了承ください。
7. 本書の全部または一部を、弊社の事前の書面による承諾なしに、転載または複製することを
禁じます。
014010771-J-00
2014/12
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