19-1580; Rev 0; 12/99 概要 ___________________________________ 特長 ___________________________________ MAX5188は、低歪み及び低電力動作でのアナログ信号 再構築を必要とする通信機器において高性能を発揮する ために設計されたデュアル8ビット交互位相更新電圧 出力ディジタルアナログコンバータ(DAC)です。 MAX5191は同じ仕様ですが、電圧出力動作用に出力 抵抗を内蔵しています。MAX5188/MAX5191は、 10pVグリッチ動作設計になっており、出力時の不要な スプリアス信号成分を最小限に抑えることができます。 +1.2Vの内蔵バンドギャップ回路は優れた安定化 低ノイズリファレンスを提供します。外部リファレンス 動作時は、この内部リファレンスをディセーブルする こともできます。 ◆ 単一電源動作：+2.7V∼+3.3V MAX5188/MAX5191は最小の消費電力で高レベルの 信 号 完 全 性 を 提 供 す る よ う に 設 計 さ れ た DAC で す 。 いずれも+ 2 . 7 V∼+ 3 . 3 Vの単一電源で動作します。 さらに、これらのDACは3つの動作モード(通常、低電力 スタンバイ、及びフルシャットダウン)を備えています。 フルシャットダウンにおいてはシャットダウン電流が 1µA(max)となり、超低消費電力を実現します。スタン バイモードからフルDAC動作までのウェイクアップ時間 が0.5µsと短いため、必要なときにだけDACを起動して 電力を節約することができます。 MAX5188/MAX5191は28ピンQSOPパッケージに 収められており、拡張温度範囲(-40℃∼+85℃)のものが 用意されています。ピンコンパチブルの1 0ビット バージョンについては、MAX5182/MAX5185のデータ シートを参照して下さい。 アプリケーション _______________________ 信号再構築アプリケーション ディジタル信号処理 任意波形の発生(AWG) 画像処理アプリケーション ◆ 広スプリアスフリーダイナミックレンジ： 70dB(fOUT = 2.2MHz) ◆ 各DACが完全差動出力を装備 ◆ DAC出力間のFSR利得ミスマッチ：±0.5% ◆ 低電流スタンバイ又はフルシャットダウンモード ◆ 内部+1.2V低ノイズバンドギャップリファレンス ◆ パッケージ：28ピンQSOP 型番 ___________________________________ PART TEMP. RANGE PIN-PACKAGE MAX5188BEEI MAX5191BEEI -40°C to +85°C -40°C to +85°C 28 QSOP 28 QSOP ピン配置 _______________________________ TOP VIEW CREF1 1 28 CREF2 OUT1P 2 27 OUT2P OUT1N 3 26 OUT2N AGND 4 25 REFO AVDD 5 DACEN 6 24 REFR MAX5188 MAX5191 23 DGND PD 7 22 DVDD CS 8 21 D7 CLK 9 20 D6 N.C. 10 19 D5 REN 11 18 D4 DGND 12 17 D3 DGND 13 16 D2 D0 14 15 D1 QSOP ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com 1 MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS AVDD, DVDD to AGND, DGND .................................-0.3V to +6V Digital Inputs to DGND.............................................-0.3V to +6V OUT1P, OUT1N, OUT2P, OUT2N, CREF1, CREF2 to AGND ....................................................-0.3V to +6V VREF to AGND ..........................................................-0.3V to +6V AVDD to DVDD .....................................................................±3.3V AGND to DGND.....................................................-0.3V to +0.3V Maximum Current into Any Pin............................................50mA Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 28-Pin QSOP (derate 9.00mW/°C above +70°C)..........725mW Operating Temperature Ranges MAX5188/MAX5191BEEI ..................................-40°C to +85°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C Lead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°C Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. ELECTRICAL CHARACTERISTICS (AVDD = DVDD = +3V ±10%, AGND = DGND = 0, fCLK = 40MHz, IFS = 1mA, 400Ω differential output, CL = 5pF, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS STATIC PERFORMANCE Resolution N 8 Integral Nonlinearity INL -1 ±0.25 +1 LSB Differential Nonlinearity DNL Guaranteed monotonic -1 ±0.25 +1 LSB MAX5188 -1 +1 LSB MAX5191 -4 +4 LSB (Note 1) -20 +20 LSB Zero-Scale Error Full-Scale Error Bits ±4 DYNAMIC PERFORMANCE Output Settling Time To ±0.5LSB error band Glitch Impulse Spurious-Free Dynamic Range to Nyquist SFDR fCLK = 40MHz Total Harmonic Distortion to Nyquist THD fCLK = 40MHz Signal-to-Noise Ratio to Nyquist SNR fCLK = 40MHz fOUT = 550kHz fOUT = 2.2MHz 25 ns 10 pVs 72 57 fOUT = 550kHz -70 fOUT = 2.2MHz -68 fOUT = 550kHz fOUT = 2.2MHz dBc 70 -63 52 46 dB dB 52 DAC-to-DAC Output Isolation fOUT = 2.2MHz -60 dB Clock and Data Feedthrough All 0s to all 1s 50 nVs 10 pA/√Hz Output Noise Gain Mismatch Between DAC Outputs fOUT = 2.2MHz ±0.5 ±1 LSB ANALOG OUTPUT Full-Scale Output Voltage VFS 400 Voltage Compliance of Output Output Leakage Current Full-Scale Output Current DAC External Output Resistor Load 2 IFS mV -0.3 0.8 V DACEN = 0, MAX5188 only -1 1 µA MAX5188 only 0.5 1.5 mA MAX5188 only 1 400 _______________________________________________________________________________________ Ω デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC (AVDD = DVDD = +3V ±10%, AGND = DGND = 0, fCLK = 40MHz, IFS = 1mA, 400Ω differential output, CL = 5pF, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS 1.12 1.2 1.28 V REFERENCE Output Voltage Range VREF Output Voltage Temperature Drift TCVREF 50 ppm/°C Reference Output Drive Capability IREFOUT 10 µA Reference Supply Rejection Current Gain (IFS / IREF) 0.5 mV/V 8 mA/mA POWER REQUIREMENTS Analog Power-Supply Voltage AVDD Analog Supply Current IAVDD Digital Power-Supply Voltage DVDD Digital Supply Current IDVDD PD = 0, DACEN = 1, digital inputs at 0 or DVDD ISTANDBY ISHDN Standby Current Shutdown Current 2.7 PD = 0, DACEN = 1, digital inputs at 0 or DVDD 2.7 2.7 3.3 V 5 mA 3.3 V 4.2 5 mA PD = 0, DACEN = 0, digital inputs at 0 or DVDD 1 1.5 mA PD = 1, DACEN = X, digital inputs at 0 or DVDD (X = don’t care) 0.5 1 µA LOGIC INPUTS AND OUTPUTS Digital Input High Voltage VIH Digital Input Low Voltage VIL Digital Input Current IIN Digital Input Capacitance CIN 2 V 0.8 VIN = 0 or DVDD ±1 10 V µA pF TIMING CHARACTERISTICS DAC1 DATA to CLK Rise Setup Time tDS1 10 ns DAC2 DATA to CLK Fall Setup Time tDS2 10 ns DAC1 CLK Rise to DATA Hold Time tDH1 0 ns DAC2 CLK Fall to DATA Hold Time tDH2 0 ns CS Fall to CLK Rise Time CS Fall to CLK Fall Time 5 ns 5 ns DACEN Rise Time to VOUT 0.5 µs PD Fall Time to VOUT 50 µs Clock Period tCLK 25 ns Clock High Time tCH 10 ns Clock Low Time tCL 10 ns Note 1: Excludes reference and reference resistor (MAX5191) tolerance. _______________________________________________________________________________________ 3 MAX5188/MAX5191 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) 標準動作特性 ______________________________________________________________________ (AVDD = DVDD = +3V, AGND = DGND = 0, 400Ω differential output, IFS = 1mA, CL = 5pF, TA = +25°C, unless otherwise noted.) 0.075 0.100 0.050 DNL (LSB) 0.050 0.025 0.025 0 0 -0.025 -0.025 -0.050 -0.050 -0.075 32 64 96 128 160 192 224 256 MAX5188 2.25 32 64 96 128 160 192 224 256 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 SUPPLY VOLTAGE (V) ANALOG SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE DIGITAL SUPPLY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE DIGITAL SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE 2.50 MAX5188 2.25 MAX5188 6 MAX5191 4 2 0 -15 10 35 60 MAX5188 3.75 MAX5191 3.50 3.25 3.00 2.5 85 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 -40 -15 10 35 60 TEMPERATURE (°C) SUPPLY VOLTAGE (V) TEMPERATURE (°C) STANDBY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE STANDBY CURRENT vs. TEMPERATURE SHUTDOWN CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE MAX5191 590 STANDBY CURRENT (µA) MAX5191 600 590 MAX5188 580 580 570 MAX5188 85 MAX5188/91-09 610 3.8 SHUTDOWN CURRENT (µA) 600 MAX5188/91-07 620 5.5 MAX5188/91-06 8 4.00 DIGITAL SUPPLY CURRENT (mA) MAX5191 2.75 10 MAX5188/91-05 MAX5188/91-04 ANALOG SUPPLY CURRENT (mA) 2.50 INPUT CODE 2.00 3.7 MAX5188 3.6 MAX5191 3.5 560 570 560 550 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 SUPPLY VOLTAGE (V) 4 MAX5191 INPUT CODE 3.00 -40 2.75 2.00 0 DIGITAL SUPPLY CURRENT (mA) 0 MAX5188/91-08 INL (LSB) 0.075 3.00 ANALOG SUPPLY CURRENT (mA) 0.125 ANALOG SUPPLY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE MAX5188/91-02 0.100 MAX5188/91-01 0.150 DIFFERENTIAL NONLINEARITY vs. INPUT CODE MAX5188/91-03 INTEGRAL NONLINEARITY vs. INPUT CODE STANDBY CURRENT (µA) MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC 5.0 5.5 3.4 -40 -15 10 35 TEMPERATURE (°C) 60 85 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 SUPPLY VOLTAGE (V) _______________________________________________________________________________________ 5.0 5.5 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC (AVDD = DVDD = +3V, AGND = DGND = 0, 400Ω differential output, IFS = 1mA, CL = 5pF, TA = +25°C, unless otherwise noted.) 1.26 MAX5188 1.25 MAX5191 1.26 MAX5188 1.25 MAX5191 MAX5188/91-13 1.27 OUTPUT CURRENT (mA) 1.27 4 MAX5188/91-12 MAX5188/91-11 1.28 REFERENCE VOLTAGE (V) 3 2 1 1.24 1.24 0 1.23 1.23 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 -40 5.5 -15 10 35 60 0 85 100 DYNAMIC RESPONSE RISE TIME 200 OUT_N 150mV/div OUT_N 150mV/div 50ns/div 50ns/div FFT PLOT, DAC2 FFT PLOT, DAC1 MAX5188/91-16 0 -10 fCLK = 40MHz fOUT = 2.2MHz -20 -30 -40 -50 -60 -40 -50 -60 -70 -70 -80 -80 -90 -90 -100 -110 -120 -100 -110 -120 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 OUTPUT FREQUENCY (MHz) fCLK = 40MHz fOUT = 2.2MHz -20 -30 (dBc) (dBc) 0 -10 MAX5188/91-17 SETTLING TIME 12.5ns/div 500 MAX5188/91-15 MAX5188/91-14 OUT_P 150mV/div OUT_P 100mV/div 400 DYNAMIC RESPONSE FALL TIME OUT_P 150mV/div OUT_N 100mV/div 300 REFERENCE CURRENT (µA) TEMPERATURE (°C) SUPPLY VOLTAGE (V) 0 2 4 6 8 MAX5188/91-18 REFERENCE VOLTAGE (V) 1.28 OUTPUT CURRENT vs. REFERENCE CURRENT INTERNAL REFERENCE VOLTAGE vs. TEMPERATURE INTERNAL REFERENCE VOLTAGE vs. SUPPLY VOLTAGE 10 12 14 16 18 20 OUTPUT FREQUENCY (MHz) _______________________________________________________________________________________ 5 MAX5188/MAX5191 標準動作特性(続き)_________________________________________________________________ 標準動作特性(続き)_________________________________________________________________ (AVDD = DVDD = +3V, AGND = DGND = 0, 400Ω differential output, IFS = 1mA, CL = 5pF, TA = +25°C, unless otherwise noted.) SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE vs. CLOCK FREQUENCY SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE vs. OUTPUT FREQUENCY AND CLOCK FREQUENCY, DAC1 90 MAX5188/91-20 78 MAX5188/91-19 100 fCLK = 40MHz 76 fCLK = 60MHz 74 SFDR (dBc) SFDR (dBc) 80 DAC2 70 DAC1 fCLK = 20MHz 72 fCLK = 50MHz 60 70 50 68 40 66 fCLK = 10MHz fCLK = 30MHz 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 CLOCK FREQUENCY (MHz) OUTPUT FREQUENCY (kHz) SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE vs. OUTPUT FREQUENCY AND CLOCK FREQUENCY, DAC2 SIGNAL-TO-NOISE PLUS DISTORTION vs. OUTPUT FREQUENCY 76 62.5 MAX5188/91-23 fCLK = 50MHz fCLK = 20MHz fCLK = 40MHz MAX5188/91-21 78 62.0 SINAD (dB) 72 fCLK = 10MHz 70 61.5 DAC2 61.0 DAC1 fCLK = 60MHz 60.5 68 fCLK = 30MHz 60.0 66 500 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 0 500 1000 1500 2000 2500 OUTPUT FREQUENCY (kHz) OUPUT FREQUENCY (kHz) MULTITONE SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE vs. OUTPUT FREQUENCY SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE vs. FULL-SCALE OUTPUT CURRENT 74 MAX5188/91-24 0 -10 -20 MAX5188/91-26 SFDR (dBc) 74 72 70 SFDR (dBc) -30 SFDR (dBc) MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC -40 -50 -60 68 66 64 -70 62 -80 60 -120 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 OUTPUT FREQUENCY (MHz) 6 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 FULL-SCALE OUTPUT CURRENT (mA) _______________________________________________________________________________________ デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC 端子 名称 機 能 1 CREF1 リファレンスバイアスバイパス(DAC1) 2 OUT1P 正アナログ出力(DAC1)。MAX5188の場合は電流出力。MAX5191の場合は電圧出力。 3 OUT1N 負アナログ出力(DAC1)。MAX5188の場合は電流出力。MAX5191の場合は電圧出力。 4 AGND アナロググランド 5 AVDD アナログ正電源(+2.7V∼+3.3V) 6 DACEN 7 PD パワーダウンセレクト 0：DACスタンバイモードに入るか(DACEN = DGND)、あるいはDACがパワーアップします(DACEN = DVDD)。 1：シャットダウンモードに入ります。 8 CS アクティブローチップセレクト 9 CLK クロック入力 10 N.C. 無接続。このピンには接続しないで下さい。 11 REN アクティブローリファレンスイネーブル。DGNDに接続すると内部+1.2Vリファレンスが起動します。 12, 13, 23 DGND 14 D0 データビットD0(LSB) 15–20 D1–D6 データビットD1∼D6 21 D7 データビットD7(MSB) 22 DVDD ディジタル電源(+2.7V∼+3.3V) 24 REFR リファレンス入力 25 REFO リファレンス出力 26 OUT2N 負アナログ出力(DAC2)。MAX5188の場合は電流出力。MAX5191の場合は電圧出力。 27 OUT2P 正アナログ出力(DAC2)。MAX5188の場合は電流出力。MAX5191の場合は電圧出力。 28 CREF2 リファレンスバイアスバイパス(DAC2) DACイネーブル、ディジタル入力 0：DACスタンバイモードに入ります(PD = DGND)。 1：DACがパワーアップします(PD = DGND)。 X：PD = DVDDの時、シャットダウンモードに入ります(X = 任意)。 ディジタルグランド _______________________________________________________________________________________ 7 MAX5188/MAX5191 端子説明 __________________________________________________________________________ MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC REN AVDD AGND CS DACEN PD 1.2V REF REFO CREF1 CURRENTSOURCE ARRAY REFR CREF2 OUT1P 9.6k* OUT1N DAC 1 SWITCHES OUT2P DAC 2 SWITCHES MSB DECODE CLK MSB DECODE INPUT LATCHES INPUT LATCHES MAX5188 MAX5191 DVDD *INTERNAL 400Ω AND 9.6kΩ RESISTORS FOR MAX5191 ONLY. 400Ω* 400Ω* 400Ω* 400Ω* OUTPUT LATCHES OUTPUT LATCHES OUT2N DGND D7–D0 図1. ファンクションダイアグラム 詳細 ___________________________________ MAX5188/MAX5191は、クロック速度40MHzまで動作 可能なデュアル8ビットディジタルアナログコンバータ (DAC)です。いずれのデュアルコンバータも独立の入力 及びDACレジスタとそれに続く電流ソースアレイ(最大 1.5mAのフルスケール出力電流能力)から構成されて います(図1)。内蔵+1.2V電圧リファレンス及び制御 アンプがデータコンバータのフルスケール出力電流/ 電圧を決定します。注意深いリファレンス設計が正確な 利得マッチングと優れたドリフト特性を保証します。 MAX5191の電圧出力動作においては、マッチングされた 400Ωのオンチップ抵抗が電流アレイの電流を電圧に 変換します。 内部リファレンス及び制御アンプ MAX5188/MAX5191は内蔵50ppm/℃、+1.2V低ノイズ バンドギャップリファレンスを提供しています。この リファレンスは、外部リファレンス電圧によってディ セーブル/オーバライド可能です。REFOは外部リファ レンス入力又は内蔵リファレンス出力の役割を果たし ます。RENがDGNDに接続されている場合、内部リファ レンス出力が選択され、REFOが+1.2Vの出力を供給し 8 ます。出力駆動能力が1 0µAに制限されているため、 負荷が大きいときはREFOピンを外部アンプでバッファ する必要があります。 また、MAX5188/MAX5191は、両素子の出力のフル スケール出力電流(I FS )を同時に制御するように設計 された制御アンプを採用しています。出力電流は次式で 計算できます。 IFS = 8・IREF ここで、IREFはリファレンス出力電流(IREF =VREFO /RSET)、 I FSはフルスケール出力電流です。R SETはMAX5188の アンプの出力電流を決定するリファレンス抵抗です(図2)。 この電流は電流ソースアレイに反映(ミラー)され、そこで マッチングされた電流セグメント間に均等に流し、 合計した電流からDACの有効な出力電流読取り値を 生成します。 MAX5191は、2つのグランド基準の内部400Ω負荷抵抗 を使用して各出力電流(DAC1及びDAC2)を出力電圧 (V O U T 1 、V O U T 2 )に変換します。MAX5191で内部 +1.2Vリファレンス電圧を使用する場合、内部リファ レンス出力電流抵抗(RSET = 9.6kΩ)で、I REFを125µA に、IFSを1mAに設定します。 _______________________________________________________________________________________ デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC MAX5188/MAX5191 OPTIONAL EXTERNAL BUFFER FOR HEAVIER LOADS DGND REN +1.2V BANDGAP REFERENCE MAX4040 REFO CCOMP* AGND REFR IREF = VREF RSET RSET CURRENTSOURCE ARRAY IREF IFS RSET** 9.6k MAX5188 MAX5191 AGND *COMPENSATION CAPACITOR (CCOMP = 100nF) **9.6kΩ REFERENCE CURRENT SET RESISTOR INTERNAL TO MAX5191 ONLY. USE EXTERNAL RSET FOR MAX5188. 図2. 内部+1.2Vリファレンス及び制御アンプでIFSを設定 外部リファレンス MAX5188/MAX5191の内部リファレンスをディセー ブルするには、RENをDVDDに接続して下さい。これに より、温度安定性の良い外部リファレンスをREFOピンに 印加して駆動させることにより、フルスケール出力を 設定することができます(図3)。電流アレイのカスコード 電流を生成するバイアス回路を駆動するには、少なく とも150µAを供給できる電圧リファレンスを選択して 下さい。精度とドリフト性能を改善するため、+1.2V、 25ppm/℃のMAX6520バンドギャップリファレンス等 の固定出力電圧リファレンスを選択して下さい。 スタンバイモード 低電力スタンバイモードに入るには、ディジタル入力PD とDACENをDGNDに接続して下さい。スタンバイモード ではリファレンス及び制御アンプの両方がアクティブ になり、電流アレイはインアクティブになります。 この状態を解除するには、PDがDGNDに保持された 状態でDACENをハイに引き上げる必要があります。 MAX5188/MAX5191はいずれもウェイクアップして 出力とリファレンスの両方がセトリングするまでに 50µs(typ)を要します。 シャットダウンモード 消費電力を最も小さくする手段として、MAX5188/ MAX5191はパワーダウンモードを備えています。この モードでは、リファレンス、制御アンプ及び電流アレイ はインアクティブで、DACの消費電流は1µAまで低減 します。このモードに入るには、PDをDVDDに接続して 下さい。アクティブモードに戻るには、PDをDGNDに 接続して、DACENをDV DDに接続して下さい。素子が シャットダウンモードを解除してシャットダウン前の 出力値にセトリングするのに約50µsを要します。表1に、 パワーダウンモードの選択表を示します。 表1. パワーダウンモードの選択表 PD (POWER-DOWN SELECT) DACEN (DAC ENABLE) POWER-DOWN MODE 0 0 Standby 0 1 Wake-Up 1 X Shutdown OUTPUT STATE MAX5188 High-Z MAX5191 AGND Last state prior to standby mode MAX5188 High-Z MAX5191 AGND X = Don’t care _______________________________________________________________________________________ 9 MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC DVDD 10µF 0.1µF DGND REN +1.2V BANDGAP REFERENCE AVDD EXTERNAL +1.2V REFERENCE REFO IFS CURRENTSOURCE ARRAY REFR MAX6520 IREF AGND 9.6k* RSET MAX5188 MAX5191 AGND *9.6kΩ REFERENCE CURRENT SET RESISTOR INTERNAL TO MAX5191 ONLY. USE EXTERNAL RSET FOR MAX5188. 図3. MAX5188/MAX5191で外部リファレンスを使用した場合 tCLK tCL tCH CLK N-1 D0–D7 N-1 DAC1 DAC2 tDS2 tDS1 OUT1 OUT2 N N DAC1 DAC1 N+1 DAC2 tDH2 tDH1 N-1 N-1 N+1 DAC2 N N N+1 N+1 図4. タイミング図 10 ______________________________________________________________________________________ デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC いずれのDACセルも交互位相で出力への書き込みを行い ます(図4)。第1のDAC(DAC1)の入力ラッチはクロック 信号がハイに遷移した後でロードされます。クロック 信号がローに遷移すると、第2のDAC(DAC2)の入力 ラッチがロードされます。第1の入力ラッチの内容は、 クロックの立上がりエッジでDAC1レジスタにシフト されます。第2の入力ラッチは、クロックの立下がり エッジでDAC2の入力レジスタにシフトされます。 いずれの出力も、クロックの交互位相で更新されます。 出力 MAX5188の出力は、並列な400Ω負荷と5pFの容量性 負荷に1mAのフルスケール電流を供給するように設計 されています。MAX5191は、電流アレイに比例した 差動電圧400mVに復元する内部400Ω抵抗を備えて います。これらの差動出力電圧を使用してバラン変成器 又は低歪み高速オペアンプを駆動し、差動電圧をシン グルエンド電圧に変換することができます。 アプリケーション情報 ___________________ 静的及び動的性能の定義 積分非直線性 積分非直線性(INL)(図5a)は、実際の伝達関数値の直線 からの偏差です。この直線は、ベストストレートライン・ フィット(実際の伝達曲線に最も近い近似)、あるいは オフセット及び利得誤差をゼロ調整した後に伝達関数の 終点間を結んだ線です。DACの場合、偏差は各ステップ で測定されます。 7 6 5 4 AT STEP 011 (1/2 LSB ) 3 2 DIFFERENTIAL LINEARITY ERROR (-1/4 LSB) 4 3 1 LSB 2 AT STEP 001 (1/4 LSB ) 1 1 LSB 5 ANALOG OUTPUT VALUE ANALOG OUTPUT VALUE 6 DIFFERENTIAL LINEARITY ERROR (+1/4 LSB) 1 0 0 000 001 010 011 100 101 110 000 111 001 010 IDEAL DIAGRAM ACTUAL OFFSET POINT IDEAL OFFSET POINT 000 001 OFFSET ERROR (+1 1/4 LSB) ANALOG OUTPUT VALUE ANALOG OUTPUT VALUE 2 0 101 IDEAL FULL-SCALE OUTPUT 7 ACTUAL DIAGRAM 1 100 図5b. 微分非直線性 図5a. 積分非直線性 3 011 DIGITAL INPUT CODE DIGITAL INPUT CODE GAIN ERROR (-1 1/4 LSB) 6 IDEAL DIAGRAM ACTUAL FULL-SCALE OUTPUT 5 4 0 010 011 000 100 DIGITAL INPUT CODE 図5c. オフセット誤差 101 110 111 DIGITAL INPUT CODE 図5d. 利得誤差 ______________________________________________________________________________________ 11 MAX5188/MAX5191 タイミング情報 MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC 微分非直線性 差動からシングルエンドの変換 微分非直線性(DNL)(図5b)は、実際のステップの高さと 1LSBの理想的な値の間の差です。DNL誤差の大きさが 1LSB未満であれば、そのDACはミッシングコードが ないこと、及び伝達関数が単調であることが保証され ます。 MAX4108低歪み高入力帯域幅アンプを使用して、 MAX5188の電流アレイ出力から電圧を生成することが できます。適切なオペアンプ構成を設計することにより、 OUT1P(又はOUT2P)とOUT1N(又はOUT2N)の間の 差動電圧はシングルエンド電圧に変換されます(図6)。 オフセット誤差 オフセット誤差(図5c)は、理想的なオフセットポイント と実際のオフセットポイント間の差です。DACの場合、 オフセットポイントはディジタル入力がゼロの時の ステップ値です。この誤差は全てのコードに対して同量の 影響を与え、通常はトリミングによって補償できます。 利得誤差 利得誤差(図5d)は、オフセット誤差をゼロにした状態に おける伝達曲線のフルスケール出力電圧の理想値と 実際値との差です。この誤差は伝達関数の傾きを変化 させた時、各ステップで同じ比率の誤差が発生します。 セトリング時間 セトリング時間は、遷移の開始からDAC出力値がコン バータの仕様精度内の新しい出力値に落ち着くまでに 要する時間です。 ディジタルフィードスルー ディジタルフィードスルーは、ディジタル入力の遷移時に DACの出力に生じるノイズです。このノイズは、適正な 基板レイアウト及びグランディングによってかなり削減 できますが、DACそのものに起因するフィードスルーは ある程度常に存在します。 全高調波歪み 全高調波歪み(THD)は入力信号2次から1次の高調波の RMS和と基本波そのものの比です。これは次式で表され ます。 THD = 20 ⋅ log (V22 + V32 + V42 + V52 ) V1 ここで、V1は基本波の振幅、V2∼V5は2次∼5次高調波 の振幅です。 スプリアスフリーダイナミックレンジ スプリアスフリーダイナミックレンジ(SFDR)は基本波 (最大信号成分)と次に大きな歪み成分のRMS値の比です。 12 グランディング及び電源デカップリング グランディングと電源デカップリングはMAX5188/ MAX5191の性能に強い影響を与えます。不要なディジ タルクロストークが入力、リファレンス、電源及び グランド接続部を通じてカップリングし、SNR又は SFDR等の動的性能に悪影響を与える可能性があります。 さらに電磁干渉妨害(EMI)がMAX5188/MAX5191に カップリングして入ってくるか、あるいはMAX5188/ MAX5191で発生することがあります。この為、高速 高周波アプリケーション用のグランディング及び電源 デカップリングガイドラインに忠実に従って下さい。 まず、独立したグランド及び電源プレーンを備えた 多層プリント基板を推奨します。高速信号はグランド プレーンのすぐ上のインピーダンスが調節されたライン に通して下さい。MAX5188/MAX5191はアナログと ディジタルのグランドバス(それぞれAGND及びDGND) が別々になっているため、プリント基板もアナログと ディジタルのグランド部をそれぞれ別々にして、一点に 接続する構成が最適です。ディジタル信号はディジタル グランドプレーンの上に、アナログ信号はアナログ信号 プレーンの上に引いて下さい。 MAX5188/MAX5191は、アナログVDD(AVDD)とディ ジタルV DD (DV DD )の2つの電源入力を備えています。 各AVDD入力は10µFと0.1µFの並列なセラミックチップ コンデンサでデカップリングして下さい。その際、 これらのコンデンサをできるだけピンの近くに配置し、 グランドプレーンへの接続もできるだけ短くして下さい。 DVDDピンにも独立した10µFと0.1µFコンデンサをそれ ぞれのピンの近くに接続して下さい。適正な動作のため には、アナログ負荷容量を最小限に抑えて下さい。最高の 性能を得るためには、CREF1とCREF2に低ESRの0.1µF のコンデンサを用いてAVDDにバイパスして下さい。 電源電圧は、大きなタンタル又は電解コンデンサを使用 してプリント基板に接続するところでデカップリング して下さい。フェライトビーズにデカップリングコン デンサを追加してパイ・ネットワークを形成したものを 使えば、さらに性能が向上します。 ______________________________________________________________________________________ デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC MAX5188/MAX5191 AVDD AVDD +3V 10µF +3V 0.1µF 0.1µF 10µF 0.1µF 0.1µF 402Ω DVDD CREF1 AVDD CREF2 CLK +5V 402Ω OUT1P OUTPUT1 400Ω* MAX5188 MAX5191 D0–D7 -5V MAX4108 OUT1N 402Ω 402Ω 400Ω* 402Ω REFO 402Ω 0.1µF +5V OUT2P OUTPUT2 400Ω* REFR -5V RSET** MAX4108 OUT2N 402Ω 402Ω 400Ω* DGND REN AGND **MAX5188 ONLY *400Ω RESISTORS INTERNAL TO MAX5191 ONLY. 図6. MAX4108低歪みアンプを使用した差動からシングルエンドへの変換 チップ情報 _____________________________ TRANSISTOR COUNT: 9464 SUBSTRATE CONNECTED TO GND ______________________________________________________________________________________ 13 パッケージ ________________________________________________________________________ QSOP.EPS MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC 14 ______________________________________________________________________________________ デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC MAX5188/MAX5191 NOTES ______________________________________________________________________________________ 15 MAX5188/MAX5191 デュアル8ビット40MHz、電流/電圧 交互位相出力DAC NOTES 販売代理店 〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル） TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149 マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。 マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。 16 ____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 © 1999 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products.