日本語参考資料 最新版英語データシートはこちら ±2 (16ビット) LSB INL、2 ppm/°Cリファレンス内蔵 小型16/14/12ビットSPI nanoDAC+ AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 機能ブロック図 特長 超小型パッケージ: 2 mm × 2 mm、8 ピン LFCSP 高い相対精度(INL): 16 ビットで最大±2 LSB AD5683R/AD5682R/AD5681R 2 ppm/°C (typ)の低ドリフト 2.5 V リファレンスを内蔵 2.5 V または 5 V の出力振幅を選択可能 AD5683 外付けリファレンスのみ 選択可能な振幅出力: VREF または 2 × VREF 総合未調整誤差(TUE): FSR の最大 0.06% オフセット誤差:最大±1.5 mV ゲイン誤差: FSR の最大±0.05% 低グリッチ: 0.1 nV-sec 高い駆動能力: 20 mA 低消費電力: 3.3 V で 1.2 mW 独立したロジック電源: 1.8 V~5.5 V 広い動作温度範囲: −40°C~+105℃ 4 kV の HBM ESD 保護 VLOGIC* POWER-ON RESET LDAC DAC REGISTER RESET VDD VREF AD5683R/ AD5682R/ AD5681R 2.5V REF REF 16-/14-/12-BIT DAC INPUT CONTROL LOGIC OUTPUT BUFFER POWER-DOWN CONTROL LOGIC VOUT RESISTOR NETWORK *NOT AVAILABLE IN ALL THE MODELS SYNC SCLK SDI SDO* 11955-001 データシート GND 図 1.AD5683R/AD5682R/AD5681R MSOP (詳細については、機能ブロック図—LFCSP のセクションを参照 してください。) アプリケーション プロセス制御 データ・アクイジション・システム ゲインとオフセットのデジタル調整 プログラマブル電圧源 概要 nanoDAC+® フ ァ ミ リ ー に 属 す る AD5683R/AD5682R/AD5681R/ AD5683 は、低消費電力、1 チャンネル、16/14/12 ビットのバッフ ァ付き電圧出力 DAC です。AD5683 以外のデバイスは、デフォル トでイネーブルされている 2 ppm/°C ドリフトの 2.5 V リファレン ス電圧を内蔵しています。出力振幅は、0 V~VREF または 0 V~2 × VREF に設定することができます。すべてのデバイスは 2.7 V~5.5 V の単電源で動作し、単調性はデザインにより保証されています。こ れらのデバイスは、2.00 mm × 2.00 mm の 8 ピン LFCSP パッケー ジまたは 10 ピン MSOP パッケージを採用しています。 内蔵のパワーオン・リセット回路により、内蔵出力バッファを通 常モードに設定した場合、パワーアップ時に DAC レジスタにゼ ロ ス ケ ー ル が 書 込 ま れ ま す 。 AD5683R/AD5682R/ AD5681R/AD5683 には消費電流を 5 V で最大 2 µA まで削減するパ ワーダウン・モードがあり、さらにパワーダウン・モードでソフ トウェアから出力負荷を選択することができます。 表 1.シングル・チャンネル nanoDAC+ Interface Reference 16-Bit 14-Bit 12-Bit SPI SPI Internal External AD5683R AD5683 AD5682R AD5681R 製品のハイライト 1. 2. 3. 高い相対精度(INL)。 AD5683R/AD5683 (16 ビット): 最大±2 LSB。 低ドリフトの 2.5 V リファレンス電圧を内蔵。 温度係数: 2 ppm/°C (typ) 最大温度係数: 5 ppm/°C 2 種類のパッケージ・オプション。 2.00 mm × 2.00 mm の 8 ピン LFCSP。 10 ピン MSOP。 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 は、最大 50 MHz のクロッ ク・レートで動作する 3 線式シリアル・インターフェースを採用 しています。幾つかのデバイスは非同期の RESET ピンと VLOGIC ピンのオプションを持ち、1.8 V との互換性があります。 アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいは利用によって 生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示 的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、それぞれの所有 者の財産です。※日本語版資料は REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 Rev. A ©2013–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 本 社/〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03(5402)8200 大阪営業所/〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06(6350)6868 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 目次 特長 ......................................................................................................... 1 D/A コンバータ ............................................................................... 19 アプリケーション ................................................................................. 1 伝達関数 ........................................................................................... 19 機能ブロック図 ..................................................................................... 1 DAC アーキテクチャ ...................................................................... 19 概要 ......................................................................................................... 1 シリアル・インターフェース............................................................ 21 製品のハイライト ................................................................................. 1 SPI シリアル・データ・インターフェース ................................. 21 改訂履歴 ................................................................................................. 2 ショート書込み動作 (AD5681R の場合) ....................................... 21 機能ブロック図—LFCSP...................................................................... 3 内部レジスタ ................................................................................... 23 仕様 ......................................................................................................... 4 コマンド ........................................................................................... 23 AC 特性 .............................................................................................. 6 ハードウェア LDAC ....................................................................... 25 タイミング特性 ................................................................................. 6 ハードウェア RESET ...................................................................... 25 絶対最大定格 ......................................................................................... 8 熱ヒステリシス ............................................................................... 26 熱抵抗................................................................................................. 8 パワーアップ・シーケンス ........................................................... 26 ESD の注意 ........................................................................................ 8 レイアウトのガイドライン ........................................................... 26 ピン配置およびピン機能説明 ............................................................. 9 外形寸法 ............................................................................................... 27 代表的な性能特性 ............................................................................... 11 オーダー・ガイド ........................................................................... 28 用語 ....................................................................................................... 17 動作原理 ............................................................................................... 19 改訂履歴 1/14—Rev. 0 to Rev. A Change to Features Section .................................................................. 1 Removed Endnote 2, Endnote 3, Endnote 5, and Endnote 6, Table 2; Renumbered Sequentially ....................................................... 5 Removed Endnote 2, Table 3; Renumbered Sequentially ..................... 6 Removed Endnote 1, Table 4; Renumbered Sequentially ..................... 6 Changes to Table 5 ............................................................................... 8 Removed Solder Heat Reflow Section and Figure 53; Renumbered Sequentially ................................................................... 25 12/13—Revision 0: Initial Version Rev. A - 2/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 機能ブロック図—LFCSP VLOGIC* LDAC* VREF VDD POWER-ON RESET DAC REGISTER RESET* AD5683R/ AD5682R/ AD5681R 2.5V REF REF 16-/14-/12-BIT DAC INPUT CONTROL LOGIC OUTPUT BUFFER POWER-DOWN CONTROL LOGIC VOUT RESISTOR NETWORK 11955-002 *NOT AVAILABLE IN ALL THE MODELS GND SYNC SCLK SDI 図 2.AD5683R/AD5682R/AD5681R LFCSP VREF VDD AD5683 POWER-ON RESET DAC REGISTER REF 16-BIT DAC OUTPUT BUFFER INPUT CONTROL LOGIC POWER-DOWN CONTROL LOGIC SYNC SCLK SDI GND 図 3.AD5683 LFCSP Rev. A - 3/28 - VOUT RESISTOR NETWORK 11955-003 LDAC* AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 仕様 特に指定がない限り、VDD = 2.7 V~5.5 V、RL = 2 kΩ (GND へ接続)、CL = 200 pF (GND へ接続)、VREF = 2.5 V、VLOGIC = 1.8V~5.5V、−40°C < TA < +105°C。 表 2. Parameter STATIC PERFORMANCE 1 AD5683R Resolution Relative Accuracy, INL A Grade B Grade Differential Nonlinearity, DNL AD5683 Resolution Relative Accuracy, INL Differential Nonlinearity, DNL AD5682R Resolution Relative Accuracy, INL Differential Nonlinearity, DNL AD5681R Resolution Relative Accuracy, INL Differential Nonlinearity, DNL Zero-Code Error Offset Error Full-Scale Error Gain Error Total Unadjusted Error, TUE Min ±8 ±2 ±3 ±1 Bits LSB LSB LSB Gain = 2 Gain =1 Guaranteed monotonic by design ±1 ±1 Bits LSB LSB Guaranteed monotonic by design ±1 ±1 1.25 ±1.5 ±0.075 ±0.05 ±0.16 ±0.14 ±0.075 ±0.06 ±1 ±1 ±1 0.2 VREF 2 × VREF 2 10 1 Short-Circuit Current 20 Rev. A ±2 ±3 ±1 12 Resistive Load Load Regulation 10 10 30 Bits LSB LSB LSB Test Conditions/Comments LSB 14 0 0 Unit Gain = 2 Gain = 1 Guaranteed monotonic by design 16 Capacitive Load Stability Load Impedance at Rails 2 Max 16 Zero-Code Error Drift Offset Error Drift Gain Temperature Coefficient DC Power Supply Rejection Ratio, PSRR OUTPUT CHARACTERISTICS Output Voltage Range Typ 50 Bits LSB LSB mV mV % of FSR % of FSR % of FSR % of FSR % of FSR % of FSR µV/°C µV/°C ppm/°C mV/V V V nF nF kΩ µV/mA µV/mA mA Ω 20 - 4/28 - Guaranteed monotonic by design All 0s loaded to DAC register All 1s loaded to DAC register Internal reference, gain = 1 Internal reference, gain = 2 External reference, gain = 1 External reference, gain = 2 DAC code = midscale; VDD = 5 V ± 10% Gain = 1 Gain = 2 RL = ∞ RL = 2 kΩ CL = 0 µF 5 V, DAC code = midscale; −30 mA ≤ IOUT ≤ +30 mA 3 V, DAC code = midscale; −20 mA ≤ IOUT ≤ +20 mA AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート Parameter REFERENCE OUTPUT Output Voltage Voltage Reference TC 3 A-Grade B-Grade Output Impedance Output Voltage Noise Output Voltage Noise Density Capacitive Load Stability Load Regulation Sourcing Min 2.4975 5 2 0.05 16.5 250 5 REFERENCE INPUT Reference Current 1 2.5025 V At ambient See the Terminology section 20 5 ppm/°C ppm/°C Ω µV p-p nV/√Hz µF µV/mA 0.1 Hz to 10 Hz At ambient; f = 10 kHz, CL = 10 nF RL = 2 kΩ At ambient; VDD ≥ 3 V µV/mA mA At ambient VDD ≥ 3 V µV/V ppm ppm At ambient First cycle Additional cycles µA µA V kΩ kΩ VREF = VDD = VLOGIC = 5.5 V, gain = 1 VREF = VDD = VLOGIC = 5.5 V, gain = 2 ±1 0.3 × VDD µA V V pF Per pin 0.4 V ISINK = 200 μA V ISOURCE = 200 μA VDD 120 60 0.7 × VDD 2 VDD − 0.4 Pin Capacitance POWER REQUIREMENTS VLOGIC5 ILOGIC5 VDD Test Conditions/Comments 26 47 LOGIC OUTPUTS (SDO) 5 Output Low Voltage, VOL Output High Voltage, VOH Unit ±5 80 125 25 Line Regulation Thermal Hysteresis LOGIC INPUTS IIN, Input Current VINL, Input Low Voltage 4 VINH, Input High Voltage5 CIN, Pin Capacitance Max 50 30 Load Regulation Sinking Output Current Load Capability Reference Input Range Reference Input Impedance Typ 4 1.8 0.25 2.7 VREF + 1.5 IDD 6 Normal Mode 7 350 110 Power-Down Modes 8 Gain = 1 Gain = 2 pF 5.5 3 5.5 5.5 V µA V V 500 180 2 µA µA µA VIH = VLOGIC or VIL = GND Gain = 1 Gain = 2 VIH = VDD, VIL = GND Internal reference enabled Internal reference disabled 1 直線性はコード範囲を縮小して計算: AD5683R と AD5683 (コード 512 ~コード 65,535)、AD5682R (コード 128~コード 16,384)、AD5681R (コード 32 ~コード 4096)。 出力は無負荷。 2 いずれかの電源レールから負荷電流を取り出すとき、その電源レールに対する出力電圧のヘッドルームは、出力デバイスのチャンネル抵抗 20 Ω (typ)により制限され ます。例えば、1 mA シンクの場合、 20 Ω、1 mA での最小出力電圧は 20 mV になります。 図 38 の負荷電流対ヘッドルーム/フットルームを参照。 3 リファレンス電圧の温度係数はボックス法に準拠して計算します。 詳細については、用語のセクションを参照してください。 4 VLOGIC ピンを持つデバイス上では VLOGIC を VDD で置き換えてください。 5 VLOGIC ピンと SDO ピンは全モードで使用できません。 6 VLOGIC ピンを使用できない場合は、IDD = IDD + ILOGIC となります。 7 インターフェースは非アクティブ状態。 DAC はアクティブ。 DAC 出力は無負荷。 8 DAC はパワーダウン。 Rev. A - 5/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート AC 特性 特に指定がない限り、VDD = 2.7 V~5.5 V、RL = 2 kΩ (GND へ接続)、CL = 200 pF (GND へ接続)、VREF = 2.5 V、VLOGIC = 1.8 V~5.5 V、 −40°C < TA < +105°C。 1 表 3. Parameter Typ Max Unit Conditions/Comments Output Voltage Settling Time 2, 3 Slew Rate Digital-to-Analog Glitch Impulse2 Digital Feedthrough2 Total Harmonic Distortion2 Output Noise Spectral Density Output Noise SNR SFDR SINAD 5 0.7 0.1 0.1 −83 200 6 90 88 82 7 µs V/µs nV-sec nV-sec dB nV/√Hz µV p-p dB dB dB Gain = 1 1 温度範囲 = −40°C~+105°C、typ 値は 25°C での値。 2 用語のセクションを参照してください。 3 AD5683R/AD5683 は±2 LSB へ、AD5682R は±1 LSB へ、AD5681R は±0.5 LSB へ。 ±1 LSB change around major carry, gain = 2 VREF = 2 V ± 0.1 V p-p, frequency = 10 kHz DAC code = midscale, 10 kHz 0.1 Hz to 10 Hz; internal reference, DAC = zero scale At ambient, BW = 20 kHz, VDD = 5 V, fOUT = 1 kHz At ambient, BW = 20 kHz, VDD = 5 V, fOUT = 1 kHz At ambient, BW = 20 kHz, VDD = 5 V, fOUT = 1 kHz タイミング特性 特に指定がない限り、VDD = 2.7 V~5.5 V、VLOGIC = 1.8 V~5.5 V、−40°C < TA < +105°C。 表 4. 1.8 V ≤ VLOGIC ≤ 2.7 V 2.7 V ≤ VLOGIC ≤ 5.5 V Symbol Min Min SCLK Cycle Time SCLK High Time SCLK Low Time SYNC to SCLK Falling Edge Setup Time t1 t2 t3 t4 33 16 16 15 Data Setup Time Data Hold Time SCLK Falling Edge to SYNC Rising Edge t5 t6 t7 5 5 15 Minimum SYNC High Time t8 20 20 40 ns SYNC Falling Edge to SCLK Fall Ignore t9 16 10 10 ns SDO Data Valid from SCLK Rising Edge SYNC Rising Edge to SCLK Falling Edge t10 t11 SYNC Rising Edge to SDO Disabled t12 SYNC Rising Edge to LDAC Falling Edge t13 25 25 25 LDAC Pulse Width Low t14 20 15 15 ns RESET Minimum Pulse Width Low t15 75 75 75 ns RESET Pulse Activation Time t16 150 Reference Power-Up 3 Exit Shutdown3 tREF_POWER_UP 4 tSHUTDOWN 5 Parameter 1 Typ Max 2 Typ Max 20 10 10 10 5 5 10 Daisy Chain and Readback Min Typ Max ns ns ns ns 5 5 10 ns ns ns 35 ns ns 60 ns 10 600 6 ns 150 150 600 ns 600 6 Unit 40 20 20 20 6 µs µs 1 すべての入力信号は tR = tF = 1 ns/V (VDD の 10%から 90%)で規定し、(VIL + VIH)/2 の電圧レベルからの時間とします。 2 VLOGIC ピンを持たないデバイス上では VDD を VLOGIC で置き換えてください。 3 図 4 には示してありません。 4 VDD = 2.7 V の後にデバイス電源を投入する際、同じタイミングが期待されます。 5 AD5683R/AD5682R/AD5681R 動作がパワーダウン・モードから通常モードに移行するために要する時間。出力無負荷でSYNCの立上がりエッジから DAC ミツドスケ ール値の 90%まで。 Rev. A - 6/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート タイミングおよび回路図 t4 t9 t7 t1 t2 SCLK t11 t3 t8 SYNC t5 t6 SDI DB23 DB22 DB21 DB20 SDO DB23 DB22 DB21 DB20 DB2 DB1 DB0 t12 t10 DB2 DB1 DB0 t13 t14 LDAC t15 RESET 11955-004 t16 VOUT 図 4.SPI のタイミング図、モード 1 およびモード 2 と互換 (AN-1248 アプリケーション・ノート参照) 200µA VOH (MIN) CL 90pF 200µA IOH 11955-005 TO OUTPUT PIN IOL 図 5.デジタル出力(SDO)タイミング仕様の負荷回路 Rev. A - 7/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 絶対最大定格 特に指定のない限り、TA = 25 °C。 表 5. Parameter Rating VDD to GND VLOGIC to GND VOUT to GND −0.3 V to +7 V −0.3 V to +7 V −0.3 V to VDD + 0.3 V or +7 V (whichever is less) −0.3 V to VDD + 0.3 V or +7 V (whichever is less) −0.3 V to VDD + 0.3 V or +7 V (whichever is less) VREF to GND Digital Input Voltage to GND1 Operating Temperature Range Industrial Storage Temperature Range Junction Temperature (TJ max) Power Dissipation ESD2 FICDM3 −40°C to +105°C −65°C to +150°C 135°C (TJ max − TA)/θJA 4 kV 1.25 kV 1 VLOGIC ピンを持つデバイス上では VDD を VLOGIC で置き換えてください。 2 人体モデル (HBM)。 3 Field-Induced Charged Device Model の分類。 上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに恒久 的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格の規 定のみを目的とするものであり、この仕様の動作のセクションに 記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありませ ん。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバイスの信頼 性に影響を与えます。 熱抵抗 θJA は JEDEC JESD51 規格により定義され、値はテスト・ボードと テスト環境に依存します。 表 6.熱抵抗 1 Package Type θJA θJC Unit 8-Lead LFCSP 10-Lead MSOP 90 135 25 N/A °C/W °C/W 1 JEDEC 2S2P テスト・ボード、自然空冷(0 m/sec の空気流)。 ESD の注意 ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスで す。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知さ れないまま放電することがあります。本製品は当社 独自の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはい ますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被っ た場合、損傷を生じる可能性があります。したがっ て、性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対 する適切な予防措置を講じることをお勧めします。 Rev. A - 8/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート ピン配置およびピン機能説明 GND 3 TOP VIEW (Not to Scale) 8 VOUT VDD 1 7 VREF RESET 2 AD5683R-2 6 SDI GND 3 5 SYNC SCLK 4 NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO GND. GND 3 7 VREF 6 SDI 5 SYNC NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO GND. 図 8.ピン配置、8 ピン LFCSP、RESET オプション 8 VOUT AD5683R-1/ AD5681R-1 TOP VIEW (Not to Scale) 7 VREF 6 SDI 5 SYNC SCLK 4 NOTES 1. CONNECT THE EXPOSED PAD TO GND. 11955-007 VLOGIC 2 TOP VIEW (Not to Scale) SCLK 4 図 6.ピン配置、8 ピン LFCSP、LDACオプション VDD 1 8 VOUT 11955-008 LDAC 2 AD5681R/ AD5682R/ AD5683R/ AD5683 11955-006 VDD 1 図 7.ピン配置、8 ピン LFCSP、VLOGIC オプション 表 7.ピン機能説明、8 ピン LFCSP ピン番号 LDAC VLOGIC RESET 記号 説明 1 1 1 VDD 電源入力。これらのデバイスは 2.7 V~5.5 V で動作することができます。電源は GND へデカップリング してください。 2 N/A N/A LDAC LDAC は、非同期モードで動作することができます (図 4 参照)。入力レジスタに新しいデータがある場 合、このピンにロー・レベルのパルスを入力すると、DAC レジスタが更新されます。このピンはロ ー・レベルに固定することができます。この場合、新しいデータが入力レジスタに書込まれると、DAC は自動的に更新されます。 N/A 2 N/A VLOGIC デジタル電源。電圧範囲は 1.8 V~5.5 V。 N/A N/A 2 RESET 非同期リセット入力。RESET 入力はロー・レベル検出です。RESETをロー・レベルにすると、すべて の LDAC パルスが無視され、入力レジスタと DAC レジスタはデフォルト値になり、出力は GND に接 続されます。AD5683R に書込まれたデータは無視されます。使用しないとき、このピンは VLOGIC に接 続しておくことができます。 3 3 3 GND デバイス上の全回路に対するグラウンド基準電圧ポイント。 4 4 4 SCLK シリアル・クロック入力。データは、シリアル・クロック入力の立下がりエッジでシフトレジスタに 入力されます。データは最大 50 MHz のレートで転送できます。 5 5 5 SYNC アクティブ・ローのコントロール入力。これは、入力データに対するフレーム同期信号です。SYNCが ロー・レベルになると、SCLK バッファと SDI バッファがパワーオンし、入力シフトレジスタがイネー ブルされます。データは、次の 24 個のクロックの立下がりエッジで転送されます。 6 6 6 SDI シリアル・データ入力。このデバイスは、24 ビットのシフトレジスタを内蔵しています。データは、 シリアル・クロック入力の立下がりエッジでレジスタに入力されます。 7 7 7 VREF AD5683R/AD5682R/AD5681R のリファレンス電圧出力。内蔵リファレンス電圧を使用する場合、この ピンがリファレンス出力ピンになります。このピンは、デフォルトでリファレンス出力になります。 このピンは 10 nF のコンデンサで GND へデカップリングすることが推奨されます。 8 8 8 VOUT DAC からのアナログ出力電圧。出力アンプはレール to レールで動作します。 0 0 0 EPAD エクスポーズド・パッド。エクスポーズド・パッドは GND へ接続してください。 Rev. A - 9/28 - RESET 3 AD5683R/ AD5681R LDAC 4 TOP VIEW (Not to Scale) GND 5 10 VOUT VDD 1 9 VREF RESET 2 8 SDI 7 SYNC 6 SCLK AD5683R-3 SDO 3 LDAC 4 11955-009 VDD 1 VLOGIC 2 TOP VIEW (Not to Scale) GND 5 図 9.ピン配置、10 ピン MSOP、VLOGIC オプション 10 VOUT 9 VREF 8 SDI 7 SYNC 6 SCLK 11955-010 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 図 10.ピン配置、10 ピン MSOP、SDO オプション 表 8.ピン機能説明、10 ピン MSOP VLOGIC SDO 記号 説明 1 1 VDD 電源入力。これらのデバイスは 2.7 V~5.5 V で動作することができます。このピンは GND へデカップリン グしてください。 2 N/A VLOGIC デジタル電源。電圧範囲は 1.8 V~5.5 V。このピンは GND へデカップリングしてください。 3 2 RESET ハードウェア ・リセット・ピン。RESET 入力はロー・レベル検出です。RESET がロー・レベルになると、 デバイスがリセットされ、外部ピンは無視されます。入力レジスタと DAC レジスタにはゼロスケール値が ロードされ、書込みコントロール・レジスタにはデフォルト値がロードされます。このピンを使用しない場 合は、VLOGIC へ接続してください。 N/A 3 SDO シリアル・データ出力。デイジーチェーンまたはリードバック・コマンドとして使用することができます。 4 4 LDAC DAC のロード。入力レジスタ値を DAC レジスタへ転送します。非同期モードで動作することができます (図 4 参照)。このピンはロー・レベルに固定することができます。この場合、新しいデータが入力レジスタ に書込まれると、DAC レジスタは自動的に更新されます。 5 5 GND グラウンド基準。 6 6 SCLK シリアル・クロック入力。データは、シリアル・クロック入力の立下がりエッジでシフトレジスタに入力さ れます。データは最大 50 MHz のレートで転送できます。 7 7 SYNC 同期データ入力。SYNCがロー・レベルになると、SCLK バッファ、SDI バッファ、入力シフトレジスタがイ ネーブルされます。 8 8 SDI シリアル・データ入力。データは、SCLK の立下がりエッジでサンプルされます。 9 9 VREF リファレンス電圧入力/出力。内蔵リファレンス電圧を使用する場合、このピンがリファレンス出力ピンに なります。このピンは、デフォルトでリファレンス出力になります。このピンは 10 nF のコンデンサで GND へデカップリングすることが推奨されます。 10 10 VOUT DAC からのアナログ出力電圧。出力アンプはレール to レールで動作します。 Rev. A - 10/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 代表的な性能特性 2 2 VDD = 5V TA = 25°C VREF = 2.5V 1 DNL (LSB) 1 0 0 –1 –1 20000 10000 0 30000 50000 40000 60000 65535 CODE 11955-011 –2 –2 0 20000 10000 30000 40000 50000 11955-014 INL (LSB) VDD = 5V TA = 25°C VREF = 2.5V 60000 65535 CODE 8 図 14.AD5683R/AD5683 DNL 図 11.AD5683R/AD5683 INL 1.0 2 VDD = 5V TA = 25°C VREF = 2.5V VDD = 5V 0.8 TA = 25°C VREF = 2.5V 0.6 1 DNL (LSB) INL (LSB) 0.4 0 0.2 0 –0.2 –0.4 –1 –0.6 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16383 CODE –1.0 11955-012 –2 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16383 CODE 11955-015 –0.8 図 15.AD5682R DNL 図 12.AD5682R INL 1.0 2.0 VDD = 5V 0.8 TA = 25°C VREF = 2.5V 0.6 VDD = 5V TA = 25°C VREF = 2.5V 1.5 1.0 0.4 DNL (LSB) INL (LSB) 0.5 0 –0.5 0.2 0 –0.2 –0.4 –1.0 –0.6 –1.5 0 500 1000 1500 2000 2500 CODE 3000 3500 4000 –1.0 11955-013 –2.0 0 1000 1500 2000 2500 3000 CODE 図 16.AD5681R DNL 図 13.AD5681R INL Rev. A 500 - 11/28 - 3500 4000 11955-016 –0.8 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 1.4 VDD = 5V VREF = 2.5V 1.2 INL AND DNL ERROR (LSB) 0.8 0.6 U1_DNL_INT U3_DNL_INT U2_DNL_EXT U1_INL_INT U3_INL_INT U2_INL_EXT 0.4 0.2 U2_DNL_INT U1_DNL_EXT U3_DNL_EXT U2_INL_INT U1_INL_EXT U3_INL_EXT 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 –40 –20 0 20 40 60 80 105 TEMPERATURE (°C) –0.2 11955-017 –0.2 2 4 5 VREF (V) 図 20.VREF 対 INL 誤差および DNL 誤差 (AD5683R/AD5683) 図 17.INL 誤差および DNL 誤差の温度特性 (AD5683R/AD5683) 0.02 1.4 U1_DNL_INT U3_DNL_INT U2_DNL_EXT U1_INL_INT U3_INL_INT U2_INL_EXT 1.2 1.0 U2_DNL_INT U1_DNL_EXT U3_DNL_EXT U2_INL_INT U1_INL_EXT U3_INL_EXT TA = 25°C 0.01 0 TUE (% FSR) 0.8 0.6 –0.01 –0.02 0.4 –0.03 0.2 –0.04 0 0 0 0 2.70 3.30 3.75 4.25 4.75 5.25 VDD (V) 20000 4000 1000 11955-018 –0.2 10000 2000 500 40000 30000 8000 6000 2000 1500 CODE 50000 10000 2500 60000 65535 (AD5683/AD5683R) 12000 16383 (AD5682R) 3000 4095 (AD5681R) 図 21.コード対 TUE 図 18.電源電圧対 INL 誤差および DNL 誤差 0.04 TA = 25°C GAIN = 1 VREF = 2.5V 0.06 0.03 0.02 TUE (% FSR) 0.04 TUE (% FSR) VDD = 5V GAIN = 1 VREF = 2.5V U1_EXT U2_EXT U3_EXT U1_INT U2_INT U3_INT 0.02 0.01 0 0 –0.02 –0.01 U1_INT U2_INT U3_INT U1_EXT U2_EXT U3_EXT –0.02 –40 0 40 TEMPERATURE (°C) 80 2.70 11955-019 –0.04 3.75 4.25 VDD (V) 図 22.電源対 TUE 図 19.TUE の温度特性 Rev. A 3.30 - 12/28 - 4.75 5.25 11955-021 INL AND DNL ERROR (LSB) 3 11955-022 INL AND DNL ERROR (LSB) 1.0 VDD = 5V TA = 25°C U2_DNL U1_INL U3_INL U1_DNL U3_DNL U2_INL 11955-020 1.2 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 0.030 0.03 TA = 25°C GAIN = 1 VREF = 2.5V 0.025 0.02 0.020 0.015 ERROR (% FSR) 0 –0.01 U1_INT U2_INT U3_INT U1_EXT U2_EXT U3_EXT –0.04 0 –0.005 –0.010 –0.015 VDD = 5V GAIN = 1 VREF = 2.5V 0 –40 0.005 40 80 TEMPERATURE (°C) –0.025 2.70 4.75 U1_INT U2_INT U3_INT U1_EXT U2_EXT U3_EXT 400 ERROR (µV) 250 200 150 U1_INT U2_INT U3_INT U1_EXT U2_EXT U3_EXT 100 50 5.25 5.50 0 0 20 40 60 80 105 TEMPERATURE (°C) 300 200 0 2.70 3.30 3.75 4.25 4.75 5.25 5.50 VDD (V) 図 24.ゼロ・コード誤差およびオフセット誤差の温度特性 図 27.電源対ゼロ・コード誤差およびオフセット誤差 2.505 4.5 VDD = 5V U1 U2 U3 TA = 25°C GAIN = 1 VREF = 2.5V 100 11955-024 ERROR (µV) 4.25 500 VDD = 5V GAIN = 1 VREF = 2.5V –20 3.75 図 26.電源対ゲイン誤差およびフルスケール誤差 350 –40 3.30 U1_EXT U2_EXT U3_EXT VDD (V) 図 23.ゲイン誤差とフルスケール誤差の温度特性 300 U1_INT U2_INT U3_INT –0.020 11955-026 –0.03 0.010 11955-027 –0.02 11955-023 ERROR (% FSR) 0.01 4.0 2.503 VDD = 5V TA = 25°C GAIN = 1 NUMBER OF HITS VREF (V) 3.5 2.501 2.499 2.497 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0 VREF (V) 図 25.内蔵リファレンス電圧の温度特性(グレード B) 図 28.リファレンス出力の広がり Rev. A - 13/28 - 11955-028 60 TEMPERATURE (°C) 2.50001 2.50004 2.50007 2.50010 2.50013 2.50016 2.50019 2.50022 2.50025 2.50028 2.50031 2.50034 2.50037 2.50040 2.50043 2.50046 2.50049 2.50052 2.50055 2.50058 2.50061 2.50064 2.50067 2.50070 2.50073 2.50076 2.50079 2.50082 2.50085 2.50088 2.50091 2.50094 2.50097 2.50100 10 11955-025 0.5 2.495 –40 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 2.5009 2.50015 TA = 25°C 5.5V 5.0V 3.0V 2.7V TA = 25°C 2.50010 2.5008 2.50005 2.50000 VREF (V) VREF (V) 2.5007 2.49995 2.5006 2.5005 2.49990 2.5004 D11 2.49985 D13 4.5 5.5 2.5003 –0.005 VDD (V) –0.003 –0.001 0.001 0.003 図 32.負荷電流対内蔵リファレンス電圧 図 29.電源電圧対内蔵リファレンス電圧 1800 TA = 25°C VDD = 5V INTERNAL REFERENCE NSD (nV/√Hz) T M1.00s A CH1 2.00µV VDD = 5V TA = 25°C 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 11955-030 1 CH1 10µV 0.005 LOAD CURRENT (A) 0 10 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 図 33.内蔵リファレンス・ノイズ・スペクトル密度の 周波数特性 図 30.内蔵リファレンスのノイズ、0.1 Hz~10 Hz T TA = 25°C VDD = 5V T TA = 25°C VDD = 5V 1 M1.00s A CH1 2.00µV CH1 10µV A CH1 2.00µV 図 34.0.1 Hz~10 Hz での出力ノイズ・プロット 外付けリファレンス電圧使用 図 31.0.1 Hz~10 Hz での出力ノイズ・プロット 内蔵リファレンス電圧使用 Rev. A M1.00s - 14/28 - 11955-034 CH1 10µV 11955-031 1 11955-033 3.5 11955-029 2.49980 2.5 11955-032 D12 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 1200 1.4 VDD = 5V TA = 25°C GAIN = 1 FULL-SCALE MIDSCALE ZEROSCALE 1000 SINKING, VDD = 3V SOURCING, VDD = 5V SINKING, VDD = 5V SOURCING, VDD = 3V 1.0 TA = 25°C 0.6 ΔVOUT (V) NSD (nV/√Hz) 800 600 0.2 –0.2 400 –0.6 200 –1.0 1k 10k 100k 1M –1.4 FREQUENCY (Hz) 0 5 0.03 図 38.負荷電流対ヘッドルーム/フットルーム 7 VDD = 5V TA = 25°C GAIN = 1 0xFFFF 0xC000 0x8000 0x4000 0x0000 0.02 LOAD CURRENT (A) 図 35.ノイズ・スペクトル密度の周波数特性、ゲイン = 1 6 0.01 11955-038 100 11955-035 0 10 VDD = 5V TA = 25°C GAIN = 2 0xFFFF 0xC000 0x8000 0x4000 0x0000 6 5 4 4 VOUT (V) VOUT (V) 3 2 3 2 1 1 0 0 0 –2 –50 11955-036 –1 –50 50 LOAD CURRENT (mA) 50 LOAD CURRENT (mA) 図 36.ソース能力とシンク能力、ゲイン = 1 500 0 11955-039 –1 図 39.ソース能力とシンク能力、ゲイン = 2 0.0015 VDD = 5V 450 GAIN = 1 GAIN = 2 VDD = 5V TA = 25°C REFERENCE = 2.5V CODE = 0x7FFF TO 0x8000 0.0010 400 0.0005 350 0 ZS_INT_GAIN = 1 FS_EXT_GAIN = 2 FS_INT_GAIN = 2 250 VOUT (V) IDD (µA) 300 ZS_INT_GAIN = 2 FS_INT_GAIN = 1 FS_EXT_GAIN = 1 200 –0.0005 –0.0010 150 –0.0015 100 –40 –20 0 20 40 60 TEMPERATURE (°C) 80 105 –0.0025 11955-037 0 0 2 3 4 5 6 7 TIME (µs) 図 37.電源電流の温度特性 Rev. A 1 図 40.デジタルからアナログへのグリッチ・インパルス - 15/28 - 11955-040 –0.0020 50 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 2.5 4.5 0nF 0.2nF 1nF 4.7nF 10nF 2.0 0nF 0.2nF 1nF 4.7nF 10nF 4.0 3.5 3.0 VOUT (V) VOUT (V) 1.5 1.0 2.5 2.0 1.5 VDD = 5V TA = 25°C GAIN = 1 RL = 2kΩ INTERNAL REFERENCE = 2.5V 0.5 0.01 0 11955-041 0 0 0.02 TIME (ms) 0 0.01 0.02 TIME (ms) 図 41.セトリング・タイム対容量負荷、ゲイン = 1 図 44.セトリング・タイム対容量負荷、ゲイン = 2 20 0 VDD = 5V TA = 25°C INTERNAL REFERENCE = 2.5V GAIN = 2 GAIN = 1 –10 –20 –30 BANDWIDTH (dB) –80 –30 –40 –50 –60 –130 –70 0 5 10 15 20 FREQUENCY (kHz) –80 11955-042 –180 VDD = 5V TA = 25°C VOUT = MIDSCALE EXTERNAL REFERENCE = 2.5V, ±0.1V p-p 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 図 45.乗算帯域幅 外付けリファレンス電圧 = 2.5 V ± 0.1 V p-p、10 kHz~10 MHz 図 42.全高調波歪み、1 kHz 0.06 6 3 VDD = 5V TA = 25°C 0.05 5 VDD 2 0.03 2 0.02 1 0.01 VOUT (V) 3 VOUT (V) VDD (V) MIDSCALE, GAIN = 2 0.04 4 SYNC MIDSCALE, GAIN = 1 1 VOUT 1 2 3 4 5 6 7 TIME (ms) 8 0 –5 0 5 10 TIME (µs) 図 46.パワーダウン終了時のミドスケール出力 図 43.0 V へのパワーオン・リセット Rev. A - 16/28 - 15 11955-046 –0.01 –1 11955-043 0 0 0 11955-045 HARMONIC DISTORTION (dBV) VDD = 5V TA = 25°C GAIN = 2 RL = 2kΩ INTERNAL REFERENCE = 2.5V 1.0 11955-044 0.5 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 用語 相対精度または積分非直線性(INL) DAC の場合、相対精度すなわち積分非直線性は、DAC 伝達関数 の上下両端を結ぶ直線からの最大乖離(LSB 数で表示)を表します。 INL (typ)対コードのプロットについては、図 11、図 12、図 13 を 参照してください。 DC 電源除去比(PSRR) PSRR は、電源電圧変化の DAC 出力に対する影響を表します。 PSRR は、DAC ミッドスケール出力での、VOUT 変化の VDD 変化に 対する比で、dB 値で表示します。VREF を 2 V に固定して、VDD を ±10%変化させます。 微分非直線性(DNL) 微分非直線性(DNL)は、隣接する 2 つのコードの間における測定 された変化と理論的な 1 LSB 変化との差をいいます。最大±1 LSB の微分非直線性の規定により、単調性が保証されます。この DAC はデザインにより単調性を保証しています。DNL (typ)対コードの プロットについては、図 14、図 15、図 16 を参照してください。 出力電圧セトリング・タイム ゼロ・コード誤差 ゼロ・コード誤差は、ゼロ・コード(0x0000)を DAC レジスタにロ ードしたときの出力誤差として測定されます。理論的には、出力 が 0 V である必要があります。ゼロ・コード誤差は AD5683R/AD5682R/AD5681R では常に正です。これは、DAC と出 力アンプのオフセット誤差の組み合わせによって DAC 出力が 0 V より低くなることができないためです。ゼロ・コード誤差は mV で表します。ゼロ・コード誤差の温度特性を図 24 に示します。 フルスケール誤差 フルスケール誤差は、フルスケール・コード(0xFFFF)を DAC レジ スタにロードしたときの出力誤差として測定されます。理論的に は、出力は(ゲイン×VREF) − 1 LSB である必要があります。フルス ケール誤差はフルスケール範囲のパーセント値( FSR の%)で表し ます。フルスケール誤差のプロットについては、図 23 と図 26 を参 照してください。 ゲイン誤差 ゲイン誤差は DAC のスパン誤差を表します。理論 DAC 伝達特性 傾斜からの変位を表し、FSR の%で表示されます。 ゼロ・コード誤差ドリフト ゼロ・コード誤差ドリフトは、温度変化によるゼロ・コード誤差 の変化を表し、µV/°C で表されます。 ゲイン温度係数 ゲイン温度係数は、温度変化に対するゲイン誤差の変化を表し、 FSR/°C の ppm で表されます。 オフセット誤差 オフセット誤差は、伝達関数の直線領域での VOUT (実測値)と VOUT (理論)の差を表し、mV で表示されます。オフセット誤差は、 AD5683R の DAC レジスタにコード 512 をロードして測定されて います。この誤差は正または負になります。 Rev. A 1/4 スケールから 3/4 スケールへの入力変化に対して、DAC 出力 が規定のレベルまでに安定するために要する時間を表します。 デジタルからアナログへのグリッチ・インパルス デジタルからアナログへのグリッチ・インパルスは、DAC レジス タ内の入力コードが変化したときに、アナログ出力に混入するイ ンパルスを表します。通常、nV-sec で表すグリッチの面積として 規定され、主要キャリ変化 (0x7FFF から 0x8000)時に、デジタル 入力コードが 1 LSB だけ変化したときに測定されます(図 40 参照)。 デジタル・フィードスルー デジタル・フィードスルーは、DAC 出力の更新が行われていない ときに、DAC のデジタル入力から DAC のアナログ出力に注入さ れるインパルスを表します。nV-sec で規定され、データ・バス上 でのフルスケール・コード変化時、すなわち全ビット 0 から全ビ ット 1 への変化、またはその逆の変化のときに測定されます。 リファレンス・フィードスルー DAC 出力に変化がない時の DAC 出力における信号振幅のリファ レンス入力に対する比であり、dB で表されます。 出力ノイズ・スペクトル密度 ノイズ・スペクトル密度は、内部で発生するランダム・ノイズの 大きさを表します。ランダム・ノイズは、スペクトル密度 (nV/√Hz)としてキャラクタライズされます。DAC にミッドスケー ルを入力し、出力のノイズを測定して nV/√Hz で表します。ノイ ズ・スペクトル密度のプロットについては、図 31、図 34、図 35 を参照してください。内蔵リファレンスのノイズ・スペクトル密 度を図 30 と図 33 に示します。 乗算帯域幅 DAC 内のアンプは有限な帯域幅を持っています。乗算帯域幅は、 この有限帯域幅を表します。リファレンス上の正弦波 (DAC にフ ルスケール・コードをロード)は、出力に現われます。乗算帯域幅 は、出力振幅が入力より 3 dB 小さくなる周波数で表します。 全高調波歪み(THD) THD は、理論正弦波と DAC を使ったために減衰したその正弦波 との差を表します。DAC に対してリファレンスとして正弦波を使 ったときに、DAC 出力に現われる高調波が THD になります。dB 値で表示します。 - 17/28 - データシート AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 リファレンス電圧温度係数 (TC) 温度変化に対するリファレンス出力電圧の変化を意味し、リファ レンス TC はボックス法を使って計算されます。この方法では、 与えられた温度範囲でのリファレンス出力の最大変化として TC を定義し、次式のように ppm/°C で表わします。 熱ヒステリシス 熱ヒステリシスは、周囲温度→低温→高温→周囲温度で温度変化 させた場合にリファレンス電圧に発生する電圧差です。 VREFmax − VREFmin 6 TC = × 10 VREFnom × TempRange ここで、 VREFmax は全温度範囲で測定した最大リファレンス出力。 VREFmin は全温度範囲で測定した最小リファレンス出力。 VREFnom は公称リファレンス出力電圧、2.5 V。 TempRange は規定の温度範囲、−40°C~+105°C。 Rev. A - 18/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 動作原理 D/A コンバータ AD5683R/AD5682R/AD5681R は、シングル 16 ビット、14 ビット、 12 ビット、シリアル入力の電圧出力 DAC で、2.5 V のリファレン ス電圧を内蔵しています。これらのデバイスは 2.7 V~5.5 V の電 源電圧で動作します。データは、3 線式シリアル・インターフェー スを使用して 24 ビット・ワード・フォーマットで AD5683R/ AD5682R/AD5681R へ 書 込 ま れ ま す 。 AD5683R/AD5682R/ AD5681R は、パワーオン・リセット回路を内蔵しており、この回 路により、パワーアップ時に DAC 出力をゼロスケールにするこ とができます。これらのデバイスは、消費電流を最大 2 µA まで減 少させるソフトウェア・パワーダウン・モードも持っています。 セグメント化抵抗ストリング DAC の簡略化した構造を図 48 に示 します。DAC レジスタにロードされるコードにより、出力バッフ ァに接続されたストリングのオンになるスイッチが決定されます。 ストリングの各抵抗は同じ値 R を持つため、ストリング DAC の 単調性が保証されます。 VREF R R R 伝達関数 内蔵リファレンスはデフォルトでオンになっています。外付けリ ファレンス電圧を必要とする場合は、AD5683 を使用することがで きます。DAC の入力コーディングはストレート・バイナリです。 理論出力電圧は次式で与えられます。 TO OUTPUT BUFFER R AD5683R の場合、 D 65 , 536 R 11955-048 VOUT(D) = ゲイン × VREF × AD5682R の場合、 VOUT(D) = ゲイン × VREF × 図 48.簡略化した抵抗ストリング構造 D 16 , 384 内蔵リファレンス電圧 AD5683R/AD5682R/AD5681R の内蔵リファレンスはパワーアップ 時にオンになりますが、書込みコントロール・レジスタへの書込 みによりディスエーブルすることができます。 AD5681R の場合、 VOUT(D) = ゲイン × VREF × D 4096 ここで、 D は DAC レジスタにロードされるバイナリ・コードの 10 進数表 示。 Gain は出力アンプのゲイン。デフォルトで、ゲインは×1 に設定。 書込みコントロール・レジスタのゲイン・ビットを使って、ゲイ ンを ×2 設定することもできます。 DAC アーキテクチャ AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 ではセグメント化したスト リング DAC アーキテクチャを採用し、出力バッファを内蔵して います。 図 47 に内部ブロック図を示します。 VREF 2.5V REF INPUT REGISTER DAC REGISTER REF (+) RESISTOR STRING AD5683R/AD5682R/AD5681R は 2.5 V、2 ppm/°C のリファレンス電 圧を内蔵し、ゲイン・ビットの状態に応じて 2.5 V または 5 V の フルスケール出力になります。 内蔵リファレンス電圧は VREF ピンに出力されます。このバッファ 付きリファレンス電圧は、最大 50 mA の外部負荷を駆動すること ができます。 外付けリファレンス電圧 VREF ピンは、AD5683 では入力ピンになります。 AD5683R/AD5682R/AD5681R の VREF ピンは入力ピンに設定する こともできるため、アプリケーションで外付けリファレンスが必 要な場合これを使用することができます。 AD5683R/AD5682R/AD5681R の内蔵リファレンスは、デフォルト でパワーアップ時にオンになっています。外付けリファレンスを ピンに接続する前に、書込みコントロール・レジスタの REF ビッ ト (ビット DB16)に書込みを行って、内蔵リファレンスをディス エーブルしてください。 VOUT GND 11955-047 REF (–) 図 47.DAC チャンネル・アーキテクチャのブロック図 Rev. A - 19/28 - データシート AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 出力バッファ 出力バッファは、10 nF の容量と 2 kΩ の抵抗の並列接続を駆動す ることができます(図 41 と図 44 参照)。容量負荷を大きくする場 合は、スナバ方式またはシャント抵抗を使って出力アンプから負 荷をアイソレーションしてください。スルーレートは 0.7 V/µs で あり、1/4 スケールから 3/4 スケールまでのセトリング・タイムは 5 µs です。 出力バッファは入力/出力レール to レール・バッファとしてデザ インされており、最大出力電圧範囲は VDD までです。ゲイン・ビ ットにより、セグメント化ストリング DAC のゲインを×1 または ×2 に設定します(表 12 参照)。 出力バッファ電圧は、VREF、ゲイン・ビット、オフセット誤差、 ゲイン誤差により決定されます。 Rev. A - 20/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート シリアル・インターフェース AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 は、3 線式シリアル・インタ ーフェースを採用しています。このインターフェースは、SPI モー ドのモード 1 およびモード 2 と互換で、さらに SPORT のような同 期インターフェースと完全に互換です。図 4 に、代表的な書込み シーケンスのタイミング図を示します。SPI インターフェースの 詳細については、AN-1248 アプリケーション・ノートを参照して ください。 SPI シリアル・データ・インターフェース SYNC ピンをロー・レベルにすると、内部入力シフトレジスタが イネーブルされ、 SCLK の立下がりエッジで SDI ピンのデータが サンプルされて、入力シフトレジスタへ入力されます。データ・ ワード(24 ビット)全体が SDI ピンからロードされるまで、SYNC ピンをロー・レベルに維持する必要があります(図 4 参照)。SYNC がハイ・レベルに戻ると、シリアル・データ・ワードが表 9 の命 令に従ってデコードされます。 連続したデータワードの間で、最小 20 µs 間 SYNCをハイ・レベ ルに維持する必要があります。 24 個の立下がりクロック・エッジの後に SYNCをハイ・レベルに すると、有効な書込みと見なされて、最初の 24 ビットが入力シ フトレジスタへロードされます。 消費電力を小さくするため、すべてのシリアル・インターフェー ス・ピンを電源レール近くで動作させることが推奨されます。 ショート書込み動作 (AD5681R の場合) AD5681R の SPI シリアル・インターフェースでは、必要に応じて、 少ない数のクロックでデータを転送することができます。入力レ ジスタまたは DAC レジスタが表 9 に示すように書込まれる場合、 最後の 8 ビットは don’t care ビットになります。 DAC 更新レート を高くする場合は、データワードのサイズを小さくすることがで きます。 16 個と 24 個のクロック・エッジの間に SYNCをハイ・レベルに すると、有効な書込みと見なされて、最初の 16 ビットのみがデ コードされます(図 49 参照)。16 個の立下がりクロック・エッジの 前に SYNC をハイ・レベルにすると、シリアル書込みが無視され て、この書込みシーケンスは無効と見なされます。DCEN ビット をイネーブルすると、この機能は使用できません (表 11 参照)。 SDO ピン AD5683R にのみ存在するシリアル・データ出力ピン (SDO)は、 DAC レジスタ値のリードバックとデイジーチェーン・モードでの デバイス接続の 2 つの目的に使用されます。 SDO ピンは、内部で弱いプルダウン抵抗を持つプッシュ・プル出 力を内蔵しています。データは SCLK の立上がりエッジで SDO か ら出力され (図 4 参照)、書込みコントロール・レジスタで DCEN ビットをイネーブルした場合、またはリードバック・コマンド時 に自動的にイネーブルされた場合に、ピンはアクティブになりま す。スタンバイ・モードでは、内部プルダウン抵抗によりバスに ロジック 0 が出力されます。内部プルダウン抵抗の値が大きいた め、並列接続の場合、他のデバイスが SDO ラインを制御するこ とができます。 SCLK DB15 DB14 DB13 DB12 DB11 DB10 DB9 DB8 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 SYNC 図 49. AD5681R でのショート書込み Rev. A - 21/28 - X X X X X X X X 11955-049 SDI データシート AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 デイジーチェーン接続 ーチェーン動作をイネーブルするときは、書込みコントロール・ レジスタの DCEN ビットをセットする必要があります(表 10 参照)。 デイジーチェーン接続は、最小のピン数で IC の制御を可能にしま す。図 50 に示すように、前のパッケージの SDO ピンを次のパッ ケージの SDI ピンに接続する必要があります。後続デバイス間の ライン伝搬遅延のため、クロック周期を大きくする必要がありま す(表 4 参照)。 デイジーチェーン・モードをイネーブルすると (DCEN = 1)、 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 は有効なフレームとして 24 ビットより長いすべてのデータワードを受け付けて、受信した最 後の 24 ビットをデコードします(図 51 参照)。 デフォルトで、SDO ピンはディスエーブルされています。デイジ AD5683R U1 CONTROLLER SDI MOSI SCLK SCLK SS SYNC SDO MISO SDI AD5683R U2 SCLK SDO 11955-050 SYNC 図 50.デイジーチェーン接続 SCLK 24 48 SYNC DB23 DB0 DB23 INPUT WORD FOR DAC 2 DB0 INPUT WORD FOR DAC 1 DB23 SDO_U1 UNDEFINED DB0 INPUT WORD FOR DAC 2 図 51.デイジーチェーンのタイミング図 Rev. A - 22/28 - 11955-051 MOSI データシート AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 内部レジスタ コマンド 入力シフトレジスタ 入力レジスタの書込み AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 のシフトレジスタは 24 ビッ ト幅です。シリアル・データは MSB ファースト (DB23)でロード され、先頭の 4 ビットはコマンド・ビットの C3~C0 で、その後 ろにデータビットが続きます。 この入力レジスタを使って、DAC レジスタの新しい値を予めロー ドしておくことができます。入力レジスタから DAC レジスタへ の転送は、 LDAC ピンでハードウェアから、またはコマンド 2 を 使ってソフトウェアから開始することができます。 データビットは、20 ビット、18 ビット、または 16 ビットの入力 コードで、その後ろに複数の don’t care ビットが続きます(表 9 参 照)。コマンドは、 SYNCの立上がりエッジでデコードされます。 コマンド 3 を使って新しいデータを DAC レジスタへ直接ロード すると、この DAC レジスタは自動的に入力レジスタを上書きしま す。 入力レジスタ DAC レジスタを更新 入力レジスタは、新しいデータをプリロードするバッファとして 機能します。このレジスタは、VOUT ピンの電圧を制御しません。 入力レジスタ値の DAC レジスタへの転送には、ソフトウェアま たはハードウェアによる 2 つの方法があります。 このコマンドは入力レジスタ値を DAC レジスタへ転送し、これ により VOUT ピンが更新されます。 この動作は、ソフトウェア LDACと同じです。 DAC レジスタの書込み DAC レジスタ DAC レジスタは、VOUT ピンの電圧を制御します。このレジスタ の更新は、コマンドを発行することにより、または入力レジスタ 値を DAC レジスタへ転送することにより行うことができます。 DAC レジスタは、DAC の出力電圧を制御します。このコマンド は、書込み動作の完了時に DAC レジスタを更新します。入力レ ジスタは、DAC レジスタ値で自動的に更新されます。 表 9.コマンド動作 Command [DB23:DB20] Data Bits [DB19:DB0] 1 C3 C2 C1 C0 DB19 DB18 DB17 DB16 DB15 DB14 [DB13:DB8] DB7 DB6 DB5 DB4 [DB3:DB0] 0 0 0 0 X X X X X X X…X X X X X X…X Operation Do nothing 0 0 0 1 DB15 DB14 DB13 DB12 DB11 DB10 DB9…DB4 DB3 2 DB22 DB12, 3 DB02, X…X Write input register 3 0 0 1 0 X X X X X X X…X X X X X X…X Update DAC register (software LDAC) 0 0 1 1 DB15 DB14 DB13 DB12 DB11 DB10 DB9…DB4 DB32 DB22 DB12, 3 DB02, X…X Write DAC and input register 3 0 1 0 0 DB19 DB18 DB17 DB16 DB15 DB14 0…0 0 0 0 0 0…0 Write control register 0 1 0 1 X X X X X X X…X X X X X X…X Readback input register 1 X = don’t care. 2 AD5681R の場合このビットは don’t care ビット。 3 AD5682R の場合このビットは don’t care ビット。 Rev. A - 23/28 - データシート AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 コントロール・レジスタへの書込み パワーダウン・モードでは、出力バッファは内部でディスエーブ ルされ、VOUT ピンの出力インピーダンスは既知の値に選択するこ とができます(表 14 参照)。 書込みコントロール・レジスタは、パワーダウン機能とゲイン機 能を設定するときに使います。また、内蔵リファレンス電圧のイ ネーブル/ディスエーブルとソフトウェア・リセットの実行にも 使います。書込みコントロール・レジスタ機能については、表 10 を参照してください。 表 10.書込みコントロール・レジスタ・ビット DB19 DB18 DB17 DB16 DB15 DB14 Reset PD1 PD0 REF Gain DCEN 表 14.動作モード Operating Mode PD1 PD0 Normal Mode Power-Down Modes 1 kΩ Output Impedance 100 kΩ Output Impedance Three-State Output Impedance 0 0 0 1 1 1 0 1 DCEN ビット デイジーチェーン・イネーブル・ビット (DCEN、ビット DB14) は SDO ピンをイネーブルして、デバイスがデイジーチェーン・モー ドで動作できるようにします。このビットは、リードバック・コ マンドが実行されると、自動的にディスエーブルされます。この ビットをイネーブルすると、AD5681R の書込みショート・コマン ド機能がディスエーブルされます。 パワーダウン・モードでは、このデバイスは出力バッファをディ スエーブルしますが、内蔵リファレンス電圧はディスエーブルし ません。最大の消費電力削減を実現するためには、可能な場合 REF ビットをディスエーブルすることが推奨されます。 表 11.デイジーチェーン・イネーブル・ビット (DCEN) 出力ステージを図 52 に示します。 DB0 Mode 0 1 Standalone mode (default) DCEN mode 内蔵リファレンス電圧と出力バッファをディスエーブルすると、 電源電流は 5 V で 2 μA まで削減されます。 DAC AMPLIFIER VOUT POWER-DOWN CIRCUITRY ゲイン・ビットは出力アンプのゲインを選択します。表 12 に、出 力電圧範囲と対応するゲイン・ビットの状態を示します。 RESISTOR NETWORK 表 12.ゲイン・ビット Gain Output Voltage Range 0 1 0 V to VREF (default) 0 V to 2 × VREF 図 52.パワーダウン時の出力ステージ REF ビット 内蔵リファレンスはパワーアップ時にデフォルトでオンになってい ます。ソフトウェアから書込みコントロール・レジスタのソフト ウェア設定ビット DB16 を設定することにより、このリファレン スをターンオン/オフさせることができます。表 13 に、ビットの 状態と動作モードの対応を示します。 消費電力を削減するため、デバイスをパワーダウン・モードにす る場合、内蔵リファレンスをディスエーブルすることが推奨され ます。 表 13.リファレンス・ビット (REF) REF Reference Function 0 1 Reference enabled (default) Reference disabled PD0 ビットと PD1 ビット パワーダウン・モードになると、出力アンプはシャットダウンし ますが、内蔵リファレンス電圧がパワーダウンされないかぎり(書 込みコントロール・レジスタのビット DB16 を使用)、バイアス・ ジェネレータ、リファレンス、抵抗ストリングは動作を続けます。 パワーダウン・モードでは、弱い SDO 抵抗も切り離されます。 電源電流は 5 V で 2 μA に減少します。DAC レジスタ値はパワー ダウン・モードで影響を受けないため、DAC レジスタの更新を続 けることができます。パワーダウンから抜け出すために要する時 間は、VDD = 5 V で 4 µs (typ)です。また、リファレンスがディスエ ーブルされている場合は 600 µs です。 リセット・ビット AD5683R/AD5682R/AD5681R の書込みコントロール・レジスタに はソフトウェア・リセット機能があります。この機能は、入力レ ジスタと DAC レジスタをゼロスケールへリセットし、書込みコ ントロール・レジスタをデフォルト値へリセットします。書込み コントロール・レジスタのリセット・ビット(ビット DB19)に 1 を 設定すると、ソフトウェア・リセットが開始されます。ソフトウ ェア・リセットが完了すると、リセット・ビットは自動的に 0 に クリアされます。 AD5683R/AD5682R/AD5681R には、書込みコントロール・レジス タへの書込みによりアクセスされる 2 つの動作モードがあります。 通常モードでは、出力バッファは直接 VOUT ピンへ接続されます。 Rev. A 11955-052 ゲイン・ビット - 24/28 - データシート AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 リードバック入力レジスタ ハードウェアRESET AD5683R では、コマンド 5 (表 9 参照)を使って SDO ピンから入力 レジスタ値をリードバックすることができます(図 53 参照)。 読出し動作の間 SDO ピンが自動的にイネーブルされ、その後再 度ディスエーブルされます(表 15 参照)。読出し動作の前に DCEN ビットをイネーブルすると、このビットはリードバック動作の後 にリセットされます。AD5683R がデイジーチェーン・モードで動 作する場合は、ユーザーが DCEN ビットを再度イネーブルする必 要があります。 パワーアップ時に RESET をロー・レベルに維持すると、 RESET ピンが解除されるまで、内蔵リファレンス電圧が正しく初期化さ れません。 表 15.書込みおよびリードバック・シーケンス SDI SDO Action 0x180000 0x500000 0x000000 0x000000 0x000000 0xX8000X1 Write 0x8000 to the input register Prepare data read from the input register Clock out the data 1 RESET はアクティブ・ロー信号で、入力レジスタと DAC レジス タをゼロスケールへリセットし、コントロール・レジスタにデフ ォルト値を設定します。動作を完了するためには、RESETを 75 ns 間ロー・レベルに維持する必要があります。RESET 信号がハイ・ レベルに戻っても、新しい値が設定されるまで出力はゼロスケー ル を 維 持 し ま す 。 RESET ピ ン が ロ ー ・ レ ベ ル の 間 、 AD5683R/AD5681R は新しいコマンドを無視します。 X = don’t care ハードウェアLDAC AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 の DAC は、入力レジスタと DAC レジスタから構成されるダブル・バッファ化されたインター フェースを内蔵しています。LDAC により、データは入力レジス タから DAC レジスタへ転送され、出力が更新されます。 データの入力シフトレジスタへの入力中に、 LDAC をハイ・レベ ルにします。 SYNC をハイ・レベルにした後に LDAC をロー・レ ベルにすることにより、DAC 出力が更新されます。出力 DAC は、LDACの立下がりエッジで更新されます。 データのアクセス中に LDAC にパルスが入力されても、このパル スは無視されます。 SCLK 24 1 24 1 SYNC DB23 DB0 DB23 READBACK COMMAND DB0 NOP CONDITION DB23 SDO DB0 DATA 図 53.リードバック動作 Rev. A - 25/28 - 11955-054 SDI AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 熱ヒステリシス レイアウトのガイドライン 熱ヒステリシスは、周囲温度→低温→高温→周囲温度で温度変化 させた場合にリファレンス電圧に発生する電圧差です。 高精度が重要となる回路では、電源とグラウンド・リターンのレ イアウトを注意深く行うことが、定格性能の保証に役立ちます。 ADC を 実 装 す る プ リ ン ト 回 路 ボ ー ド (PCB) は 、 AD5683R/ AD5682R/ AD5681R/ AD5683 をアナログ・プレーン上に配置する ようにデザインする必要があります。 熱ヒステリシス・データを図 54 に示します。このデータは、周囲 温度→−40°C→+105°C→周囲温度で温度変化させて測定したもの です。次に、VREF の変化分を 2 つの周囲温度の間で測定し、結果 を図 54 の実線で示します。同じ温度変化と測定を直ちに繰り返し、 その結果を図 54 にパターン化した線で示します。 6 FIRST TEMPERATURE SWEEP SUBSEQUENT… NUMBER OF HITS 5 4 3 1 枚のボード上に多くのデバイスを実装するシステムでは、ヒー ト・シンク能力を設けて電力の消費を容易にすることが有効であ ることがあります。 2 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 には、デバイスの底にエクス ポーズド・パッドが設けてあります。このパッドをデバイスの GND へ接続してください。最適性能を得るためには、マザーボー ドのデザインに特別な注意を払って、パッケージを実装してくだ さい。熱的性能、電気的性能、ボード・レベルの性能を強化する ため、パッケージ底面のエクスポーズド・パッドは対応する PCB のサーマル・ランド・パッドにハンダ付けしてください。PCB ラ ンド・パッド領域にサーマル・ビアを配置するようにデザインし てさらに熱放散を強化してください。 –80 –60 –40 –20 0 DISTORTION (ppm) 20 40 60 11955-055 1 0 –100 AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 に対しては、10 µF と 0.1 µF の並列接続により十分な電源バイパスをパッケージのできるだけ 近くに、理想的にはデバイスに直接に、接続する必要があります。 10μF コンデンサはタンタルのビーズ型を使います。0.1μF コンデ ンサは、高周波でグラウンドに対する低インピーダンス・パスを 提供する一般的なセラミック型のような実効直列抵抗(ESR)が小 さく、かつ実効直列インダクタンス(ESI)が小さいものを使って、 内部ロジックのスイッチングに起因する過渡電流を処理する必要 があります。 図 54.熱ヒステリシス パワーアップ・シーケンス ダイオードがデジタル・ピンとアナログ・ピンでの電圧コンプラ イアンスを制限しているため、VDD、VOUT、VLOGIC の各電圧 を加え る前に GND を接続することが重要です。そうしないと、ダイオ ードが順方向バイアスされて、意図せずに VDD に電源が接続され てしまいます。最適なパワーアップ・シーケンスは、GND、VDD、 VLOGIC、VREF 続いてデジタル入力の順序です。 自然なヒート・シンク効果を提供するため、デバイス上の GND プレーンを大きくすることができます(図 55 参照)。 AD5683R/ AD5682R/ AD5681R/ AD5683 BOARD 図 55.パッドとボードの接続 Rev. A - 26/28 - 11955-056 GND PLANE AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート 外形寸法 1.70 1.60 1.50 2.10 2.00 SQ 1.90 0.50 BSC 8 5 PIN 1 INDEX AREA 0.15 REF 1.10 1.00 0.90 EXPOSED PAD 0.425 0.350 0.275 BOTTOM VIEW 0.05 MAX 0.02 NOM 0.30 0.25 0.20 FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 01-14-2013-C 0.60 0.55 0.50 SEATING PLANE PIN 1 INDICATOR (R 0.15) 1 4 TOP VIEW 0.20 REF 図 56.8 ピン・リードフレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_UD] 2.00 mm × 2.00 mm ボディ、極薄、デュアル・リード (CP-8-10) 寸法: mm 3.10 3.00 2.90 10 3.10 3.00 2.90 1 5.15 4.90 4.65 6 5 PIN 1 IDENTIFIER 0.50 BSC 0.95 0.85 0.75 15° MAX 1.10 MAX 0.30 0.15 6° 0° 0.23 0.13 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-BA 0.70 0.55 0.40 091709-A 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 図 57.10 ピン・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP] (RM-10) 寸法: mm Rev. A - 27/28 - AD5683R/AD5682R/AD5681R/AD5683 データシート オーダー・ガイド Model 1 Resolution (Bits) Pinout Temperature Range Performance Package Description Package Option Branding AD5683RACPZ-RL7 16 LDAC −40°C to +105°C A-Grade 8-Lead LFCSP_UD CP-8-10 94 AD5683RACPZ-1RL7 AD5683RACPZ-2RL7 16 16 VLOGIC RESET −40°C to +105°C −40°C to +105°C A-Grade A-Grade 8-Lead LFCSP_UD 8-Lead LFCSP_UD CP-8-10 CP-8-10 95 96 AD5683RARMZ AD5683RARMZ-RL7 AD5683RBRMZ AD5683RBRMZ-RL7 AD5683RBRMZ-3 AD5683RBRMZ-3-RL7 16 16 16 16 16 16 VLOGIC VLOGIC VLOGIC VLOGIC SDO SDO −40°C to +105°C −40°C to +105°C −40°C to +105°C −40°C to +105°C −40°C to +105°C −40°C to +105°C A-Grade A-Grade B-Grade B-Grade B-Grade B-Grade 10-Lead MSOP 10-Lead MSOP 10-Lead MSOP 10-Lead MSOP 10-Lead MSOP 10-Lead MSOP RM-10 RM-10 RM-10 RM-10 RM-10 RM-10 DHY DHY DHZ DHZ DJ0 DJ0 AD5683BCPZ-RL7 16 LDAC −40°C to +105°C B-Grade 8-Lead LFCSP_UD CP-8-10 9A AD5682RBCPZ-RL 14 LDAC −40°C to +105°C B-Grade 8-Lead LFCSP_UD CP-8-10 9B AD5682RBCPZ-RL7 14 LDAC −40°C to +105°C B-Grade 8-Lead LFCSP_UD CP-8-10 9B AD5681RBCPZ-RL 12 LDAC −40°C to +105°C B-Grade 8-Lead LFCSP_UD CP-8-10 98 AD5681RBCPZ-RL7 12 LDAC −40°C to +105°C B-Grade 8-Lead LFCSP_UD CP-8-10 98 AD5681RBCPZ-1RL AD5681RBCPZ-1RL7 AD5681RBRMZ AD5681RBRMZ-RL7 12 12 12 12 VLOGIC VLOGIC VLOGIC VLOGIC −40°C to +105°C −40°C to +105°C −40°C to +105°C −40°C to +105°C B-Grade B-Grade B-Grade B-Grade 8-Lead LFCSP_UD 8-Lead LFCSP_UD 10-Lead MSOP 10-Lead MSOP CP-8-10 CP-8-10 RM-10 RM-10 99 99 DHX DHX 1 Z = RoHS 準拠製品。 Rev. 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