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模拟技术相关技术文章低功耗10位DAC AD5611的性能特点和应用设计分析
概述
AD5611是一款易控制、小尺寸、低功耗的10位DAC，在5V时的最大工作电流为100μA，并保证有单调的性能。在节电模式下，AD5611工作电压为3V时的功耗电流小于100nA，芯片还可通过软件选择输出负载。AD5611利用通用三线串口将时钟频率上升到30MHz，同时与SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP等接口标准兼容。AD5611的基准电压源来自电源输入，因此获得了很宽的动态输出范围，该部分同时合并了加电复位电路，确保无输入信号时DAC的输出端电平始终保持为0V。AD5611具有轨到轨输出缓冲放大器，可实现0.5V/μs的转换速率，还具有同步中断控制功能。
由于以上这些特点，使AD5611很适合作为电压准位设定，主要用于消费类电子产品和手持设备、数字增益和偏移量调整、可编程电压源、可编程电流源和可编程衰减器等场合，例如数码相机、PDA、手机音量控制或背光显示屏亮度控制等。
AD5611的内部结构如图1所示，芯片由施密特触发输入电路、基准源、加电复位电路、移位寄存器、输入控制逻辑、节电控制逻辑模块、输出缓冲放大器及电阻网络等部分组成。
设计要点
AD5611的内部主要器件为DAC移位寄存器、电阻网络和输出缓冲放大器。由于输入到DAC的数据是直接二进制格式，因此，从理论上得到的输出电压应该为，其中，VDD是芯片的工作电源电压，D是输入二进制数据的十进制形式。
AD5611的三线串口（SYNC、SCLK和DIN）可兼容SPI、QSPI、MICROWIRE接口协议标准。AD5611为单向通信，只有外部的写操作，当SYNC由高电平跳至低电平时，通信开始，DIN在SCLK时钟信号的控制下，在SCLK的下降沿将数据输入16位移位寄存器。只有当16位数据全部输入寄存器，即SCLK的第16个下降沿过后，移位寄存器才将最新的数据加载进去，从而完成一次完整的写操作。在串行数据输入过程中，SYNC必须保持为低电平，直到通信结束，否则，写操作无效。如果在对AD5611进行一次写操作后，紧接着要进行第二次写操作，那么在第一次写操作完成后至少应保持33ns的高电平，以使SYNC能产生一个下降沿来启动下一次写时序。