評価用ボード・ユーザー・カイド UG-185 シリアル入力電圧出力 20 ビット DAC の評価用ボード 特長 デバイスの説明 AD5791 のフル機能評価用ボード 接続オプション アナログ・デバイセズのシステム開発プラットフォーム (SDP) と組み合わせで使用して PC から制御 制御用 PC ソフトウェア AD5791 は、高精度制御アプリケーションの要求を満たすよう にデザインされた高精度 20 ビットD/Aコンバータ (DAC)です。 AD5791 の出力範囲は 2 つのリファレンス電圧入力で設定されま す。このデバイスの仕様は、最大 33 Vの両電源で動作するよう に規定されています。 AD5791 の仕様全体はアナログ・デバイセズの AD5791 データ・ シートに記載されいます。評価用ボードを使用する際には、デ ータ・シートとこのユーザー・ガイドを組み合わせてご使用く ださい。 概要 EVAL-AD5791 は、電圧出力 20 ビットDAC AD5791 のすべての 機能を容易に評価できるようにデザインされたフル機能評価用 ボードです。AD5791 のピンは、外部接続用内蔵コネクタから アクセスすることができます。このボードは、オンボード・コ ネクタ (J6) またはシステム開発プラットフォームのコネクタ (J3)を介する 2 つの方法で制御することができます。SDP ボード を使うと、AD5791 評価ソフトウェアを使ってWindows® XP (SP2 以降)またはVista (32 ビット)で動作するPCのUSB ポートを 経由して評価用ボードを制御することができます。 評価用ボードの接続 POWER SUPPLY INPUTS POSITIVE REFERENCE PC USB PORT SYSTEM DEVELOPMENT PLATFORM BOARD AD5791 VOUT NEGATIVE REFERENCE 09290-001 PIN HEADER (J6) 図 1. 最終ページの重要なご注意と法的条項を お読みくださるようお願いいたします。 Rev. 0 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、各社の所有に属します。 ※日本語データシートは 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。 ©2010 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 UG-185 評価用ボード・ユーザー・カイド 目次 特長......................................................................................................1 評価用ボード・ソフトウェア .......................................................... 5 概要......................................................................................................1 ソフトウェアのインストレーション .......................................... 5 デバイスの説明 ..................................................................................1 ソフトウェアの動作 ...................................................................... 5 評価用ボードの接続 ..........................................................................1 メイン・ウインドウ ...................................................................... 6 改訂履歴..............................................................................................2 評価用ボードの性能 .......................................................................... 8 評価用ボードのハードウェア ..........................................................3 評価用ボードの回路図とアートワーク .......................................... 9 電源..................................................................................................3 オーダー情報.................................................................................... 15 接続オプション ..............................................................................3 部品表............................................................................................ 15 オンボード・コネクタ ..................................................................3 改訂履歴 8/10—Revision 0: Initial Version Rev. 0 － 2/16 － UG-185 評価用ボード・ユーザー・カイド 評価用ボードのハードウェア コネクタ J6 のピン説明 電源 表 2.コネクタ J6 ピンの設定 次の外付け電源が必要です。 AD5791 のデジタル電源用にVCC 入力とDGND 入力の間に 接続する 5 V。あるいは、ポジション Aのリンク 1 を接続 して、USB ポートからデジタル回路電源を供給します (デ フォルト)。 AD5791 の正アナログ電源用にVDD 入力とAGND 入力の間 に接続する 7.5 V～16.5 V。 AD5791 の負アナログ電源用にVSS 入力とAGND 入力の間に 接続する-2.5 V～-16.5 V。 アナログ・プレーンとデジタル・プレーンは、AD5791の近くの 1箇所で接続されています。グラウンド・ループ問題を回避する ため、システム内でAGNDとDGNDを接続しないことが推奨さ れます。 2 各電源は、10 µF と 0.1 µF のコンデンサで対応するグラウンド・ プレーンへデカップリングされています。各デバイスの電源ピン は、対応するグラウンド・プレーンに対して再度 10 µF と 0.1 µF のコンデンサ対でデカップリングされています。 2 4 6 8 10 1 3 5 7 9 表 3.コネクタ J6 のピン説明 Pin No. Description 1 2 SDO RESET 3 4 DGND CLR 5 6 IOVCC LDAC 7 8 9 10 SDIN DGND SCLK SYNC オンボード・コネクタ 接続オプション ボードを使用する前に、必要とされる動作に合わせて評価用ボ ードの接続オプションを設定する必要があります。接続オプシ ョンの機能を 表 5 に示します。 AD5791 評価用ボード PCBには、表 4 に示す 9 個のコネクタが あります。 表 4.オンボード・コネクタ デフォルト接続オプションのセットアップ Connector Function デフォルト接続オプションを 表 1 に示します。 J1 J2 J3 J6 VOUT VOUT_BUF VREF Analog power supply connector Digital power supply connector SDP board connector Digital interface pin header connector DAC output connector Buffered DAC output connector 5 V voltage reference input connector (+10 V and −10 V reference voltages are generated from 5 V input) DAC negative reference input connector DAC positive reference input connector 表 1.デフォルト接続オプション Link No. Option LK1 LK3 LK4 LK5 LK6 LK8 LK9 A A Removed Removed Removed A C Rev. 0 VREFN VREFP － 3/16 － 評価用ボード・ユーザー・カイド 表 5.接続オプション Link No. Description LK1 This link selects the source of the digital power supply. Position A selects the source from the SDP board. Position B selects the source from Connector J2. LK3 This link selects the voltage source for the IOVCC pin. Position A connects IOVCC to VCC. Position B selects an externally applied voltage at Pin 5 of J6. LK4 This link selects the state of the LDAC pin. When this link is inserted, LDAC is at logic low. When this link is removed, LDAC is at logic high. LK5 This link selects the state of the CLR pin. When this link is inserted, CLR is at logic low. When this link is removed, CLR is at logic high. LK6 This link selects the state of the RESET pin. When this link is inserted, RESET is at logic low. When this link is removed, RESET is at logic high. LK8 This link selects the positive reference source. Position A selects an on-board generated 10 V, derived from 5 V applied at Connector VREF. Position B selects an external voltage applied at Connector VREFP. LK9 This link selects the negative reference source. Position A selects an external voltage applied at Connector VREFN. Position B selects AGND. Position C selects an on-board generated −10 V, derived from 5 V applied at Connector VREF. Rev. 0 － 4/16 － UG-185 UG-185 評価用ボード・ユーザー・カイド 評価用ボード・ソフトウェア ソフトウェアのインストレーション ソフトウェアの動作 AD5791評価キットには、自己インストール型のソフトウェア CD が添付されています。このソフトウェアは、Windows XP (SP2) とVista (32ビット)に互換です。セットアップ・ファイルが 自動的に実行されない場合は、CDからsetup.exeを実行すること ができます。 ソフトウェアを起動するときは、次のステップに従ってくださ い。 1. Start メ ニ ュ ー で 、 Analog Devices – AD5791 > AD5791 Evaluation Softwareを選択します。ソフトウェアのメイ ン・ウインドウが表示されます (図 3 参照)。 評価ソフトウェアをインストールした後に、評価用ボードと SDP ボードを PCのUSB ポートに接続し、評価システムがPCを 接続する際に正しく認識されたことを確認してください。 2. ソフトウェアを起動したとき評価用システムがUSB ポート に接続されていない場合、接続エラーが表示されます (図 2 参照)。評価用ボードをPCのUSB ポートに接続して、数sec 待った後、 Rescanをクリックします。表示される指示に従 ってください。 1. 09290-002 2. CDからのインストレーションが完了した後、 電源のセク ションの説明に従って AD5791 評価用ボードをパワーアッ プさせます。SDP ボードを AD5791 評価用ボードに接続し、 次に添付ケーブルを使ってPCのUSB ポートに接続します。 評価システムが検出されると表示されるダイアログ・ボッ クスに従って進みます。これによりインストレーションが 完了します。 09290-003 図 2. 接続エラー警告 図 3.メイン・ウインドウ Rev. 0 － 5/16 － UG-185 評価用ボード・ユーザー・カイド メイン・ウインドウ メイン・ウインドウは、Configure、Program Voltage、Measure DAC Output の 3 つのタブから構成されています。 Configure Configure セクションでは、コントロール・レジスタ、クリアコ ード・レジスタ、ソフトウェア・コントロール・レジスタ、 DAC レジスタに対するアクセスが可能で、さらにRESETピン、 CLRピン、LDAC ピンの制御を行うこともできます(図 3 参照)。 Program Voltage 09290-004 Program Voltageセクションでは、DAC レジスタに値を設定す ることができます。この値は、入力した正リファレンス電圧 (VREFP)、負リファレンス電圧 (VREFN)、所望の出力電圧の 3 つの値から計算されます(図 4 参照)。 測定を開始するときは、START ボタンをクリックします。測定 は、STOP ボタンをクリックして何時でも停止させることがで きます。測定が完了すると、ダイアログ・ボックスが表示され て、3 列のデータを持つスプレットシート・ファイルとしてデ ータを保存することができます。1 列目は DAC コード、2 列目 はDAC 電圧(V)、3 列目はINL誤差(LSB数)です(図 5 参照)。DAC 出力電圧対DAC コードとINL 誤差対DAC コードのグラフがス クリーンに表示されます。図 6 に示す測定例では、測定はコー ド 0 から始まりコード 1,047,552 までの 1024 コード・ステップ で合計 1023 回測定されています。マルチメータの電源ライン・ サイクル数 (NPLC) 設定値 = 1 では、測定に約 75 secを要してい ます。1,048,576 の測定ポイントを必要とする全コード測定には 約 21 時間を要します。 図 4.Program Voltage ウインドウ Measure DAC Output マルチメータは、汎用インターフェース・バス (GPIB)を介して 制御します。マルチメータをPCに接続した後、測定を開始する 前にフロント・パネルからマルチメータを設定する必要があり ます。図 6 に測定オプションを示します。ソフトウェアはステ ップのシーケンスを実行して、DAC レジスタの設定とDAC 出 力電圧の測定を行います。このシーケンスは、DAC にStart Code値を設定するソフトウェアから開始され、設定した値を各 ステップで Code Step値だけインクリメントさせ、設定した値 が Stop Code値に一致したとき終了します。必要に応じて、各 測定間に遅延を挿入することができます。マルチメータのGPIB アドレスを指定する必要があります。 Rev. 0 09290-006 Measure DAC Output セクションでは、PC から Agilent 社の 3458A マルチメータを制御して、DAC 出力電圧を測定/記録す ることができます。 図 5.保存データ・フォーマット Agilent 社の 3458A マルチメータを PC に接続しない場合、ソフ トウェアは測定を行わずにコードを実行します。 － 6/16 － UG-185 09290-005 評価用ボード・ユーザー・カイド 図 6.Measure DAC Output ウインドウ Rev. 0 － 7/16 － UG-185 評価用ボード・ユーザー・カイド 評価用ボードの性能 次に AD5791 評価用ボード回路の直線性性能の測定値を示します。ボードの電源は、VDD = +15 V、VSS = −15 V、VREF = +5 Vです。 1 0.8 0.6 INL ERROR (LSB) 0.4 0.2 0 –0.2 –0.4 –0.6 –1 0 200k 400k 600k 800k DAC CODE 1M 09290-007 –0.8 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 –0.6 –0.7 –0.8 –0.9 –1.0 0 100k 200k 300k 400k 500k 600k 700k 800k 900k DAC CODE 図 8.DAC コード対 DNL 誤差 Rev. 0 － 8/16 － 1M 1,048,575 09290-008 DNL ERROR (LSBs) 図 7.DAC コード対 INL 誤差 評価用ボード・ユーザー・カイド UG-185 評価用ボードの回路図とアートワーク 09290-009 図 9.AD5791 の回路図 Rev. 0 － 9/16 － UG-185 09290-010 評価用ボード・ユーザー・カイド 図 10.リファレンス電圧スケーリング回路の回路図 Rev. 0 － 10/16 － UG-185 09290-011 評価用ボード・ユーザー・カイド 図 11.SDP ボード・コネクタの回路図 Rev. 0 － 11/16 － UG-185 09290-012 評価用ボード・ユーザー・カイド 09290-013 図 12.部品配置図 図 13.部品面 PCB のアートワーク Rev. 0 － 12/16 － UG-185 09290-014 評価用ボード・ユーザー・カイド 09290-015 図 14.内部 1 層目の PCB アートワーク 図 15.内部 2 層目の PCB アートワーク Rev. 0 － 13/16 － UG-185 09290-016 評価用ボード・ユーザー・カイド 図 16.裏面 PCB のアートワーク Rev. 0 － 14/16 － UG-185 評価用ボード・ユーザー・カイド オーダー情報 部品表 表 6. Reference Designator Part Description Part Number Stock Code C1, C2, C9, C11, C12, C16, C17, C20, C41, C42, C48, C54, C95, C96, C98, C99, C102, C103 C3, C4, C5, C6, C7, C8, C10, C25, C31, C40, C43, C45, C47, C53, C93, C100, C101 J1 J2 J3 J6 L1, L2, L3, L4 LK1, LK3 LK4, LK5, LK6 LK8 Capacitor, 10 µF, 16 V, 10%, Case B TAJB106K016R FEC 498737 Capacitor, 0603, 0.1 µF, 16 V B0603R104KCT FEC 9406140 3-pin terminal block (5 mm pitch) 2-pin terminal block (5 mm pitch) 120-way connector (0.6 mm pitch) 20-pin (2 × 10) header Ferrite bead, 600 Ω 3-pin SIL header and shorting link 2-pin (0.1" pitch) header and shorting shunt 4-pin (2 × 2) 0.1" header and shorting block CTB5000/3 CTB5000/2 FX8-120S-SV(21) N/A 74279204 M20-9990345 and M7567-05 M20-9990246 and M7566-05 M20-9983646 LK9 6-pin (3 × 2) 0.1" header and shorting block M20-9983646 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 R8 R15, R16, R17, R18 R45, R46, R47 R48 TP1 to TP7 U2 U3 U6 U8 U11 U28 VOUT, VOUT_BUF, VREF, VREFN, VREFP SMD resistor, 0 Ω MC 0.063W 0603 0R FEC 151790 FEC 151789 FEC 1324660 FEC 1022244 (36 + 36 pin strip) FEC 1635719 FEC 1022248 and FEC 150410 FEC 1022247 and FEC 150-411 FEC 148-535 and FEC 150-411 (36 pin strip) FEC 148-535 and FEC 150-411 (36 pin strip) FEC 9331662 SMD resistor, 1.5 kΩ SMD resistor, 10 Ω Precision resistor, 1 kΩ Precision resistor, 2 kΩ Black testpoint Dual op amp 64K I2C serial EEPROM Single op amp, 8-pin Dual op amp 20-bit, ±1 LSB INL, voltage output DAC Single op amp, 8-pin Straight PCB mount SMB jack, 50 Ω MC 0.1W 0805 5% 1K5 MC 0.063W 0603 10k PCF0805-13-1K-B-T1 PCF0805-13-2K-B-T1 20-2137 AD8676BRZ 24LC64-ISN AD8675ARZ AD8676BRZ AD5791BRUZ AD8675ARZ 1-1337482-0 FEC 9333924 FEC 9331662 FEC 1108863 FEC 1108872 FEC 240-333 AD8676BRZ FEC 9758070 AD8675ARZ AD8676BRZ AD5791BRUZ AD8675ARZ FEC 1206013 Rev. 0 － 15/16 － 評価用ボード・ユーザー・カイド UG-185 ESD に関する注意 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。 法的条項 アナログ・デバイセズの標準販売条項が適用される評価用ボードの購入の場合を除き、ここで説明する評価用ボード (すべてのツール、部品ドキュメント、サポート資料、また評 価用ボードも含む)を使用することにより、以下に定める条項(本契約) にお客様は同意するものとします。本契約に同意した方のみ、評価用ボードを使用することができます。お客 様が評価用ボードを使用した場合は、本契約に同意したと見なします。本契約は、"お客様"と One Technology Way, Norwood, MA 02062, USA に本社を置く Analog Devices, Inc. (以降 ADI と記載)との間で締結されるものです。本契約条項に従い、ADI は、無償、限定的、一身専属、一時的、非独占的、サブライセンス不能、譲渡不能な評価用ボードを、評価目的 でのみ使用するライセンスをお客様に許諾します。お客様は、評価用ボードが上記目的に限定して提供されたこと、さらに他の目的に評価用ボードを使用しないことを理解し、同 意するものです。さらに、許諾されるライセンスには次の追加制限事項が適用されるものとします。(i) 評価用ボードを賃借、賃貸、展示、販売、移転、譲渡、サブライセンス、ま たは頒布しないものとします。 (ii) 評価用ボードへのアクセスを第三者に許可しないものとします。ここで言う “第三者” には、ADI、お客様、その従業員、関連会社、および社 内コンサルタント以外のあらゆる組織が含まれます。この評価用ボードはお客様に販売するものではありません。評価用ボードの所有権などの、本契約にて明示的に許諾されてい ないすべての権利は、ADI に帰属します。本契約と評価用ボードはすべて、ADI の機密および専有情報と見なされるものとします。お客様は、この評価用ボードの如何なる部分 も、如何なる理由でも他者に開示または譲渡しないものとします。評価用ボード使用の中止または本契約の終了の際、お客様は評価用ボードを速やかに ADI へ返却することに同意 するものです。＜追加制限事項＞お客様は、評価用ボード上のチップの逆アセンブル、逆コンパイル、またはリバース・エンジニアリングを行わないものとします。 お客様は、ハ ンダ処理または評価用ボードの構成材料に影響を与えるその他の行為に限らず、評価用ボードに発生したすべての損傷や修正または改変を ADI へ通知するものとします。評価用ボ ードに対する修正は、RoHS 規制に限らずすべての該当する法律に従うものとします。＜契約の終了＞ADI は、お客様に書面通知を行うことで、何時でも本契約を終了することが できるものとします。お客様は、評価用ボードを速やかに ADI に返却することに同意するものです。＜責任の制限＞ここに提供する評価用ボードは現状有姿のまま提供されるもの であり、ADI はそれに関する如何なる種類の保証または表明も行いません。特に ADI は、明示か黙示かを問わず、評価用ボードにおけるあらゆる表明、推奨または保証（商品性、 権原、特定目的適合性または知的財産権非侵害の黙示の保証を含みますがこれらに限定されません）を行いません。如何なる場合でも、ADI およびそのライセンサーは、利益の喪 失、遅延コスト、労賃、またはのれん価値の喪失など (これらには限定されません)、評価用ボードのお客様による所有または使用から発生する、偶発的損害、特別損害、間接損 害、または派生的損害については、責任を負うものではありません。すべての原因から発生する ADI の損害賠償責任の負担額は、総額で 100 米国ドル ($100.00)に限定されるもの とします。＜輸出＞お客様は、この評価用ボードを他国に直接的または間接的に輸出しないことに同意し、輸出に関する該当するすべての米国連邦法と規制に従うことに同意する ものとします。準拠法。本契約は、マサチューセッツ州の実体法に従い解釈されるものとします(法律の抵触に関する規則は排除します)。本契約に関するすべての訴訟は、マサチ ューセッツ州サフォーク郡を管轄とする州法廷または連邦法廷で審理するものとし、お客様は当該法廷の人的管轄権と裁判地に従うものとします。本契約には、国際物品売買契約 に関する国連条約は適用しないものとし、同条約はここに明確に排除されるものです。 Rev. 0 － 16/16 －