MXT2155 14 位 300MHz 数模转换器 手册 1、特点 分辨率：14 bit 工作电压：单 3.3V 电源 转换速率：可达 300MHz 满量程输出电流可调整范围：2mA～20mA 输入类型：并行输入 工作模式：电流型 片上 1.2V 参考电压 差分或单端时钟输入 可选择使用内部锁相环 可选择双端口单端或交叉输入 功耗：[email protected] 48 引脚 LQFP 封装 2、功能描述 MXT2155 是一种 14 位电流输出型、CMOS D/A 转换器，最大刷新率至少可达 300MSPS，工作电压支持 3.3 伏，在 3.0 伏电压下工作时功耗小于 160 毫瓦。该 D/A 转换器采用了分段电流沉结构，可以有效的减小电流开关的数量， 从而减小开关电流的浪涌，改善建立时间，提高转换器的精度．该 D/A 转换器主要应用在通讯、仪器仪表、高分辨 率图像系统、波形发生器等方面。 该电路在工作时， 14 位数字信号可以通过单端或双端输入，输入后存放在内部寄存器，然后控制电流源阵列 的电流源打开或关断，从而控制电流的增加或减小。时钟信号可以选择直接来自外部或可选择由内部锁相环产生， 使用内部锁相环可以提高动态性能。整个电路可以分为电压基准源、偏置电路、电流源阵列、电流开关、锁相环电 路和高速锁存器等部分。 MXT2155 内部寄存器在时钟上升沿进行刷新。如果驱动时钟或数字输入的线电阻有 50Ω ，为了减小反射，建议 在管脚附近用 50Ω 电阻接地。另外，也建议把数字电源与模拟电源，数字地与模拟地分开，以使其性能最优化。为 了减小电源噪声，最好在靠近电源管脚处分别对模拟地和数字地接 0.1uF 的电容。 MXT2155 内部带隙电压参考源为 1.22V，在整个温度范围温度系数为±50ppm/℃。也可以直接在 REFIO 端直接连 接外部参考电压。 ■泉州瑞丰 1/7 ■ MXT2155 14 位 300MHz 数模转换器 手册 输出 IOUT 的电流由 40 管脚的 FSADJ 端所接的 RSET 来设置，满量程范围为 2～20mA 可调。如果采用内部参考， 则 VFSADJ 约为 1.22V；如用外部参考，则 VFSADJ 约等于外参考电压。满量程输出电流 IOUTFS=(VFSADJ/RSET) X 32 当满量程电流为 20mA 时，输入码与输出电流的对应关系表（表 1）： 表 1.输入码与输出电流的对应关系表 INPUT CODE(D13-D0) IOUTA(mA) IOUTB(mA) 1111 11111 11111 20 0 1000 00000 00000 10 10 0000 00000 00000 0 20 IOUTA 与 IOUTB 为互补电流输出端，它们的和总是等于满量程电流减去 1LSB。如果是单端应用，负载电阻可以 把电流转换为电压，输出电压范围为-1～1.25V。输出电压为： VOUT =IOUT X ROUT IOUTA 与 IOUTB 可以用作差分到单端的变换（如图 1），以获得较好的谐波抑制效果。当 RDIFF＝50Ω 和 RLOAD ＝50Ω ，满量程电流为 20mA 时，可以获得 500mV 的输出（－2.5dBm）。 图1 ■泉州瑞丰 差分到单端的输出负载图 2/7 ■ MXT2155 14 位 300MHz 数模转换器 手册 3、整体结构框图 DVDD PORT1 AVDD DCOM 输入锁存 IOUTA 二选一 PORT2 ACOM D A C 锁 存 DAC IOUTB 输入锁存 REFIO CLK+ 参考 CLK- PLL 时钟分频器 CLKVDD FSADJ PLLVDD CLKCOM MXT2155 RESET LPF DIV0 图2 DIV1 PLLLOCK 14 位 DAC MXT2155 结构框图 4、引出端排列图 图3 ■泉州瑞丰 LQFP48 引出端排列图 3/7 ■ MXT2155 14 位 300MHz 数模转换器 手册 5、主要信号说明 表 2. 主要信号说明 管脚 序号 管脚名称 输入输出 描述 类型 1 RESET I 内部时钟分频器输出 2 CLK+ I 差分时钟输入 3 CLK- I 差分时钟输入 4，22 DCOM 数字地 5，21 DVDD 数字电源 6 PLLLOCK O 锁相环锁定指示输出 I 数据位 P1B13（最高位）到 P1B 0（最低位），端口 1 I 数据位 P2B13（最高位）到 P2B 0（最低位），端口 2 用于锁相环和输入端口选择器模式的控制输入；具体见表 3 和表 4 数字地当内部参考电压不起作用时输入参考电压。当内部参考电压起作用 时为参考电压的输出。当内部参考电压有效时用 0.1uF 的电容接地。 数字电源 P1B13（最高位） 7-20 到 P1B 0（最低位） P2B13（最高位） 23-36 到 P2B 0（最低位） 37，38 DIV0，DIV1 I 39 REFIO I/O 40 FSADJ O 41 AVDD 模拟电源 42 IOUTB O 43 IOUTA O 44 ACOM 模拟地 模拟地 45 CLKCOM 时钟地 时钟地 46 LPF I 47 PLLVDD 锁相环电 锁相环电源 48 CLKVDD 时钟电源 源 时钟电源 参考输入/输出 满量程电流调整。使用一个接地的电阻来调整满量程输出电流。满量程输 出电流=32×VFSADJ/RSET。并在此电阻上并联一个 10nF 电容，以提高动态性能。 模拟电源 器件的互补电流输出，当所有输入位都为二进制 0 时可以获得满量程输出 电流 器件的电流输出，当所有输入位都为二进制 1 时可获得满量程输出电流 锁相环滤波器 表 3. PLL 有效时对应于 DIV0、DIV1 逻辑电平的 CLK 范围 ■泉州瑞丰 时钟频率（MHz） DIV1 DIV0 范围控制器 50—150 0 0 ÷1 25—100 0 1 ÷2 12.5—50 1 0 ÷4 6.25—25 1 1 ÷8 4/7 ■ MXT2155 14 位 300MHz 数模转换器 手册 表 4. PLL 禁止时对应于 DIV0、DIV1 逻辑电平的输入模式 输入模式 DIV1 DIV0 交织（2×） 0 0 非 选择端口 1 0 1 交 选择端口 2 1 0 织 不允许 1 1 6、电参数 静态电参数 （除非另有说明，下表适用条件: AVDD=DVDD=PLLVDD=CLKVDD=3.3V，IOUTFS=20mA ，-40℃≤T≤85℃。） 电源参数表： 特 性 符 号 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 模拟电源电压 AVDD 3.0 3.3 3.6 V 数字电源电压 DVDD 3.0 3.3 3.6 V 锁相环电源电压 PLLVDD 3.0 3.3 3.6 V 时钟电源电压 CLKVDD 3.0 3.3 3.6 V 模拟电源电流 IAVDD ― 33 36 mA 数字电源电流 IDVDD ― 3.5 4.5 mA 锁相环电源电流 IPLLVDD 4.5 5.1 mA 时钟电源电流 ICLKVDD 10 11.5 mA 功耗 PD 155 165 mW 最小值 典型值 最大值 单位 14 ― ― Bits -5 +2.5 +5 LSB -3 +1.5 +3 LSB 使用外部参考电压 -2 +0.25 +2 %FSR 使用内部参考电压 -2 +0.5 +2 %FSR 2 ― 20 mA -1.0 ― +1.25 V 3.0V，采样频率 100MSPS，输出频率 1.0MHz，锁相环工作 3.0V，采样频率 100MSPS，输出频率 1.0MHz，锁相环工作 3.0V，采样频率 100MSPS，输出频率 1.0MHz，锁相环工作 3.0V，采样频率 100MSPS，输出频率 1.0MHz，锁相环工作 3.0V，采样频率 100MSPS，输出频率 1.0MHz，锁相环工作（满量程输出 ― 20mA） 系统特征表： 特 性 符 号 条 件 -40℃≤T≤85℃ 分辨率 INL 差分线性误差 DNL 满量程增益误差 FSE 满量程输出电流 输出电压允许范围 ■泉州瑞丰 转换曲线和与之最吻合直线上对 积分线性误差 应点间的最大距离 数码转换时传输曲线上台阶高度 IFS 比理想值的最大偏移量 5/7 ■ MXT2155 14 位 300MHz 数模转换器 手册 电压参考： 特 性 符 号 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 1.14 1.20 1.26 V ― +50 ― ppm/℃ -40℃≤T≤85℃ 内部参考电压 在电路采用内部参考电压时的 VFSADJ 18 号管脚电压 内部参考电压漂移 动态电参数 （除非另有说明，下表适用条件: AVDD=+3.3V，DVDD=+3.3V，PLLVDD=0V，CLKVDD=3.3V，IOUTFS=20mA ，使用内 部参考，差分输出，双端 50Ω 负载，-40℃≤T≤85℃，P L L 禁 止 ，D I V 0 = 1 ，D I V 1 = 0 ，数 据 加 在 端 口 1 上 ） 动态特征表： 特 性 符 条 号 件 最小值 典型值 最大值 单位 300 ― ― MHZ -40℃≤T≤85℃ 最大输出刷新率 fDAC 无杂散动态范围 SFDR fDAC=200MSPS, fout=1.0MHz 68 78 ― dBc 总谐波失真 THD fDAC=200MSPS, fout=1.0MHz ― -77 -67 dBc 图 4 数据测量时的输出负载图 开关电参数 （除非另有说明，下表适用条件: AVDD=DVDD=PLLVDD=CLKVDD=3.3V，IOUTFS=20mA ，-40℃≤T≤85℃。） 数 字 输 入 端 ： D13～ D0 ,CLK,SLEEP 特 性 符 号 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 VIH 2.1 3.3 ― V VIL ― 0 0.9 V -40℃≤T≤85℃ 3.3V 电源时逻 辑输入高电压 3.3V 电源时逻 辑输入低电压 ■泉州瑞丰 6/7 ■ MXT2155 14 位 300MHz 数模转换器 手册 逻辑输入电流 IIH,IL -10 ― +10 uA 输入时钟电流 IIH,IL -10 ― +10 uA 时序特征表： 特 性 符 号 条 件 极 限 值 单位 -40℃≤T≤85℃ 最小值 典型值 最大值 数据建立时间 TS 见时序关系简图 1.0 ― ― ns 数据保持时间 TH 见时序关系简图 1.0 ― ― ns 锁存脉冲宽度 TLPW 见时序关系简图 1.5 ― ― ns 输出传输延迟 TPD 见时序关系简图 0.8 ― ― ns 图 5 时序关系简图 7、典型应用电路 8、封装形式 LQFP48 ■泉州瑞丰 7/7 ■