AD767系列12位数字模拟转换器

本文主要是介绍AD767系列12位数字模拟转换器，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

这份文件是关于Analog Devices公司生产的AD767系列12位数字模拟转换器（D/A Converter）的技术手册。以下是该文件的核心内容概要：

1. 产品描述：

   • AD767是一款集成了高稳定性的埋藏Zener参考电压源和输入锁存器的12位电压输出数字模拟转换器。
   • 它采用12位精密高速双极电流开关和激光修整的薄膜电阻网络，以提供高精度。
   • 微处理器兼容性通过片上锁存器实现，可直接与12位总线接口，响应时间低至40纳秒。

2. 产品特点：
   AD767系列产品具有以下详细的产品特点：

    1. **完整的12位D/A功能**：AD767集成了所有必要的功能于单一芯片上，包括12位数字模拟转换器、输出放大器、高稳定性的埋藏Zener参考电压源以及输入锁存器，提供了一个全面的解决方案，减少了外部组件的需求。2. **高稳定性埋藏Zener参考电压**：AD767内置了一个埋藏Zener二极管，提供了一个低噪声、长期稳定性高的参考电压源。这个参考电压源的温度漂移特性与最佳的离散参考二极管相当。3. **快速40纳秒写入脉冲**：AD767的设计允许它响应极短的写入脉冲，最短可达40纳秒，这意味着它可以与市场上最快的微处理器直接接口，适用于高速数据转换应用。4. **0.3" Skinny DIP和PLCC封装**：AD767提供了紧凑型的双列直插封装和薄型塑封芯片载体（PLCC）封装选项，便于在空间受限的应用中使用。5. **单芯片构造**：整个D/A转换功能集成在一块芯片上，减少了电路板上的组件数量和布局复杂性，提高了系统的可靠性和性能。6. **保证在温度范围内的单调性**：AD767保证在其整个工作温度范围内输出信号的单调性，即随着数字输入的增加，输出信号不会下降，确保了信号的一致性和预测性。7. **快速建立时间**：AD767能够在最大3微秒的时间内稳定到1/2 LSB的精度，这对于需要快速响应的应用来说非常重要。8. **TTL/5V CMOS兼容逻辑输入**：AD767的逻辑输入兼容TTL和5V CMOS电平，使得它能够轻松地与多种微处理器和逻辑系列接口。9. **MIL-STD-883标准版本可用**：AD767提供了符合军事标准MIL-STD-883测试方法的版本，适用于严苛环境下的军事和航空应用。
   

这些特点共同使得AD767系列产品非常适合于需要高精度、高稳定性和快速响应的应用，如工业控制、测试设备、通信系统和军事设备等。

3. 产品亮点：

   • AD767是完整的单IC电压输出DAC，包含电压参考和数字锁存器。
   • 输入锁存器响应宽度低至40纳秒的写入脉冲，确保与行业最快微处理器直接接口。
   • 内部埋藏Zener参考电压经过激光修整，精确到10.00伏，误差不超过±1%。
   • 增益设置和双极偏移电阻与内部阶梯网络匹配，保证低增益温度系数，并通过激光修整以最小化满量程和双极偏移误差。
   • 精密高速电流开关和板上高速输出放大器在3.0微秒内完成10V满量程转换的1/2 LSB。

4. 技术规格：
   AD767系列产品的技术规格涵盖了多个方面，以下是对这些规格的详细描述：

    1. **数字输入分辨率**：- AD767提供12位数字输入分辨率，意味着它可以区分1/4096（2^12）的模拟电压变化，为用户提供高精度的模拟输出。2. **逻辑电平**：- 逻辑高（VIH）和逻辑低（VIL）的电压阈值分别定义了数字输入的高电平和低电平，确保与TTL兼容的逻辑电平。3. **传输特性精度**：- 线性误差、差分线性误差和单调性保证AD767在全温度范围内的性能一致性。- 线性误差表示实际输出与理想输出（0到满量程-1 LSB的直线）之间的最大偏差。- 差分线性误差关注1 LSB数字输入变化所对应的模拟值变化，确保在整个温度范围内的一致性。4. **转换速度**：- 建立时间（Settling Time）：AD767能够在3微秒内达到最大增益温度系数5ppm/°C的稳定状态。- 转换速率（Slew Rate）：AD767的转换速率为10V/微秒，表明其能够快速响应输入变化。5. **模拟输出范围**：- AD767提供多种输出电压范围，包括±2.5V、±5V、±10V等，满足不同应用的需求。- 输出电流和输出阻抗也被列为技术规格，确保用户可以根据需要选择合适的负载。6. **参考输出**：- 内部埋藏Zener参考电压经过激光修整，确保了参考电压的精确性和稳定性。7. **电源供应敏感性**：- 电源电压变化对AD767的性能有一定影响，规格表提供了电源电压变化对输出满量程的敏感度数据。8. **电源供应要求**：- 明确了AD767在不同电源电压下的额定电压和工作电流，以及总功耗。9. **温度范围**：- AD767设计有不同的工作温度范围，包括工业级和军事级，确保在极端环境下也能保持性能。10. **绝对最大额定值**：- 列出了AD767在电源、数字输入等方面能够承受的最大电压和电流，以避免对器件造成永久性损坏。
   

这些技术规格共同确保了AD767系列产品能够在各种应用中提供高精度、高稳定性和快速响应的模拟输出，满足不同用户的需求。

5. 绝对最大额定值：
   AD767系列产品的绝对最大额定值是指定给器件在不造成永久性损坏的情况下所能承受的最大电应力。以下是对这些额定值的详细描述：

    1. **电源电压（VCC和VEE）**：- VCC（正电源）和VEE（负电源）的绝对最大额定值分别定义了器件能够承受的最大正电压和负电压。这些值通常高于器件的正常工作电压范围，以提供一定的安全裕度。2. **数字输入电压**：- 数字输入端（通常标记为DIN）的最大电压额定值确保了在数字逻辑电平范围内不会对器件造成损坏。这些值通常包括了对电源地（GND）的最大正电压和负电压。3. **参考输入电压（Ref In）**：- 参考输入端的最大电压额定值定义了可以施加到参考输入端的最高电压，以避免损坏内部参考电路。4. **双极偏移电压（Bipolar Offset）**：- 双极偏移端的最大电压额定值指定了可以施加到双极偏移端的最高电压，这对于双极性输出配置尤为重要。5. **输出电压（VOUT）**：- 输出端的最大电压额定值定义了可以施加到输出端的最高电压，以确保输出放大器和其他相关电路的安全运行。6. **功耗（Power Dissipation）**：- 功耗的最大额定值指定了器件在正常工作条件下能够安全耗散的最大功率。这通常与器件的热设计和散热能力有关。7. **时序规格**：- 时序规格中的最大额定值包括数据有效到控制信号结束（DS）的时间、数据保持时间（DH）和控制信号脉冲宽度（tCS），这些值确保了器件在正确的时序条件下稳定工作。
   

请注意，超出这些绝对最大额定值可能会导致器件的永久性损坏。因此，在设计和应用AD767系列产品时，必须确保所有工作条件都在这些额定值范围内。这些额定值是器件设计和使用时的重要参考，有助于确保器件的可靠性和长期稳定性。
6. 时序规格：
AD767系列产品的时序规格详细描述了数字输入信号的时间特性，这些特性对于确保数据正确输入到数字模拟转换器中至关重要。以下是对AD767时序规格的详细描述：

1. **数据有效到控制信号结束时间（tDS）**：- 这个参数定义了数据必须保持稳定的最小时间，从数据有效到控制信号（如片选信号CS）结束。这是为了确保在控制信号结束之前，数据已经被正确地读取和锁存。2. **数据保持时间（tDH）**：- 数据保持时间是指数据必须在控制信号之前保持不变的最小时间。这个时间确保了数据在控制信号到来之前已经被稳定地输入到转换器中。3. **控制信号脉冲宽度（tCS）**：- 控制信号脉冲宽度是指控制信号（如写入脉冲）的最小宽度，它决定了数据被锁存到转换器内部的时间。AD767的短脉冲宽度允许与高速微处理器的接口。4. **输出电压建立时间（tSETT）**：- 输出电压建立时间是指转换器输出电压从变化到稳定在规定误差范围内所需的时间。这个参数对于确定转换器在数据改变后多快能够提供稳定的模拟输出非常重要。- 对于AD767，tSETT的典型值在2到4微秒之间，这取决于具体的型号和工作条件。例如，对于10伏特的满量程变化，使用10千欧姆反馈电阻时，tSETT为3微秒。5. **数据有效和数据保持时间的温度范围**：- AD767的数据有效和数据保持时间在不同的温度范围内都有保证，从-25°C到+85°C，确保了在广泛的温度条件下设备的性能稳定性。

这些时序规格对于设计者来说非常重要，因为它们直接影响到数字模拟转换器与微处理器或其他数字系统的接口设计。设计者需要确保所有的数字输入信号都符合这些时序要求，以保证转换器能够正确地工作并提供高质量的模拟输出。

7. 引脚配置：
   AD767系列产品的引脚配置提供了不同封装类型的型号及其对应的性能规格。以下是对这些信息的详细描述：

    1. **引脚配置**：- AD767系列产品的引脚配置包括数字输入引脚（DIN），这些引脚用于接收来自微处理器的数字信号。- 参考电压输出引脚（REF OUT），提供内部参考电压供外部电路使用。- 模拟输出引脚（VOUT），提供转换后的模拟电压信号。- 电源引脚（VCC和VEE），分别用于连接正电源和负电源。- 控制引脚（CS），用于控制数据的锁存和转换过程的开始。
   

8. AD767的全温度范围12位性能：
   AD767系列产品在全温度范围内提供12位数字模拟转换的高性能。以下是对其全温度范围12位性能的详细描述：

    1. **线性误差（Linearity Error）**：- AD767的线性误差定义为实际调整后的DAC输出与理想模拟输出（从0到满量程-1 LSB的直线）之间的最大偏差。这也是相对精度的衡量标准。- AD767通过激光修整技术，通常保持线性误差在K和B版本上小于±1/8 LSB，在J、A和S版本上小于±1/2 LSB。- 即使在温度变化的情况下，AD767也能保持K/B版本的线性误差在±1/2 LSB或J/A/S版本的±1 LSB以内。2. **单调性（Monotonicity）**：- 单调性是指DAC的输出随着数字输入的增加而增加或保持不变的特性，确保输出始终是非递减的函数。- 所有版本的AD767在其全操作温度范围内都保证单调性，这意味着无论温度如何变化，输出都会按预期增加或保持稳定。3. **差分非线性误差（Differential Nonlinearity）**：- 差分非线性误差是衡量模拟值变化的指标，这个变化与数字输入代码的1 LSB变化相关联，并归一化到满量程。- 例如，对于10伏特的满量程输出，数字输入代码的1 LSB变化应该导致模拟输出变化2.44毫伏（1 LSB = 10 V / 4096 = 2.44 mV）。- AD767保证在+25°C以及感兴趣的温度范围内，差分非线性误差小于1 LSB，确保了高精度的输出。4. **增益误差（Gain Error）**：- DAC增益误差是理想DAC与实际设备输出跨度之间差异的度量。- 所有AD767型号的最大增益误差为0.2% FS。如果这还不够，误差可以通过调整轻松归零。5. **单极偏移误差（Unipolar Offset Error）**：- 单极偏移误差是电压模式DAC和输出放大器的偏移误差的组合，当AD767配置为单极性输出时测量。- 这个误差对于所有代码都存在，并且在DAC锁存器中所有“0”的情况下测量。当需要时，可以轻松调整为零。6. **双极零点误差（Bipolar Zero Error）**：- 双极零误差是由DAC和输出放大器产生的错误，当AD767配置为双极性输出时出现。- 与单极偏移和增益误差一样，当需要时，这个误差也可以轻松调整为零。
   

AD767系列产品通过这些高性能特性，确保了在广泛的温度范围内提供高精度和可靠的模拟输出，使其适用于各种工业和商业应用，即使在温度变化的环境中也能保持一致的性能。

9. 模拟电路连接：
   AD767系列产品提供了灵活的模拟电路连接选项，允许设计者根据应用需求配置输出电压范围。以下是对模拟电路连接的详细描述：

    1. **内部电阻网络**：- AD767内置了用于实现不同输出电压范围的电阻网络。这些电阻可以被外部连接所利用，以形成所需的单极性或双极性输出。2. **单极性输出配置**：- 在单极性输出配置中，AD767可以提供从0到正电压的输出范围。例如，若需要0到+10V的输出范围，可以通过适当的外部电阻连接来设置。3. **双极性输出配置**：- 双极性输出配置允许AD767提供正负对称的输出电压范围，如-5V到+5V。这通常通过连接外部电阻到AD767的特定引脚来实现，以形成所需的电压分压。4. **零点和增益调整**：- AD767允许通过外部电位器或可调电阻来进行零点和增益的调整。零点调整用于确保输出在数字输入为零时的精确零电压，而增益调整用于确保满量程输出与预期相符。5. **激光修整电阻**：- AD767中的激光修整电阻用于精确控制输出电压范围和增益误差。这些电阻在出厂时已经过精确调整，以保证高性能和低误差。6. **参考电压输出**：- AD767的参考电压输出可以用于外部电路，提供了一个精确且稳定的参考电压源。这个参考电压源对于需要高精度参考的应用非常重要。7. **温度漂移补偿**：- 由于AD767的电阻网络和其他组件具有热跟踪特性，增益和偏移漂移在温度变化下被最小化，确保了整个温度范围内的一致性能。8. **输出阻抗和短路电流**：- AD767的输出阻抗很低，允许较大的输出电流，如40mA。这对于驱动负载或通过电流限制电阻实现更高输出电流的应用非常有用。
   

通过这些模拟电路连接选项，AD767能够适应各种模拟信号处理需求，无论是简单的单极性输出还是复杂的双极性配置，都能提供精确和稳定的性能。设计者可以根据具体的应用场景选择合适的配置，以实现最佳的电路性能。
10. 外部/内部参考使用：
AD767系列产品提供了灵活的参考电压使用选项，允许用户根据应用需求选择使用内部或外部参考电压。以下是对外部/内部参考使用的详细描述：

1. **内部参考电压**：- AD767内置了一个高精度、低噪声的埋藏Zener二极管作为参考电压源。这个参考电压源经过激光修整，以确保绝对精度和温度系数的精确性。- 内部参考电压通常用于驱动DAC（数字模拟转换器），并且在出厂时已经进行了激光修整，以保证全温度范围内的性能。- 内部参考电压也可以提供给外部电路使用，例如，作为其他模拟电路的参考电压源。2. **外部参考电压**：- AD767允许用户选择使用外部参考电压，这在需要更高稳定性或特定电压参考的应用中非常有用。- 使用外部参考电压时，需要确保外部参考电压的稳定性和精确性，以避免对AD767性能的影响。- 外部参考电压应提供足够的电流驱动能力，以满足AD767的参考电流需求。3. **参考电压的缓冲和优化**：- 内部参考电压已经过缓冲和优化，适用于高速DAC的应用，并且能够提供与最佳离散Zener参考二极管相当或更优的长期稳定性。- 如果使用外部参考电压，可能需要使用外部运算放大器对参考电压进行缓冲，以确保能够提供足够的输出电流。4. **参考电压的选择和切换**：- AD767提供了参考电压选择的引脚，用户可以通过这个引脚来选择使用内部或外部参考电压。- 在设计电路时，需要确保参考电压的选择引脚正确配置，以避免在内部和外部参考电压之间产生冲突。5. **参考电压的精度和温度系数**：- 内部参考电压的精度和温度系数是经过严格控制的，以保证在全温度范围内的性能一致性。- 如果使用外部参考电压，需要确保其精度和温度系数与AD767的要求相匹配，以避免性能下降。

通过提供内部和外部参考电压的使用选项，AD767系列产品能够适应更广泛的应用场景，无论是需要高稳定性的工业环境还是对参考电压有特殊要求的场合，都能够提供可靠的性能。设计者可以根据具体的应用需求和环境条件，选择最合适的参考电压方案。

11. 接地规则：
    在AD767系列产品的使用中，正确的接地规则对于确保最佳性能和最小化噪声至关重要。以下是对AD767接地规则的详细描述：

    1. **分开的模拟和电源地**：- AD767提供了分开的模拟地（AGND）和电源地（PGND）引脚。这种设计有助于减少地回路噪声和电磁干扰，从而提高信号完整性。2. **地的连接点**：- 尽管模拟地和电源地是分开的，它们应该在某个点连接在一起，以形成共同的参考点。这个连接点通常位于器件的电源地引脚上。3. **模拟地的连接**：- 模拟地引脚（AGND）是输出放大器的地，应直接连接到系统的模拟参考点。这样可以最小化模拟信号路径上的电流流动，减少噪声耦合。4. **电源地的连接**：- 电源地引脚（PGND）可以连接到系统中的最方便地点，但最好是模拟电源的返回点。这样可以确保电源电流不会通过信号路径，从而减少电源噪声对信号的影响。5. **高频噪声的考虑**：- 如果电源地中含有高于200 mV的高频噪声，这些噪声可能会通过转换器传导，因此在连接电源地时需要特别小心。6. **去耦电容的使用**：- 为了进一步减少电源噪声，应在AD767的电源引脚上使用去耦电容。去耦电容应连接在每个电源引脚和模拟地之间，以提供一个低阻抗的路径，将噪声短路到地。7. **输出负载的接地**：- 任何由AD767输出放大器驱动的负载也应通过其地线连接到模拟地引脚。这样可以确保负载电流的返回路径尽可能短，减少环路面积，从而降低电磁干扰。
    

通过遵循这些接地规则，可以确保AD767系列产品在各种应用中提供最佳的性能，特别是在需要高信号完整性和低噪声的应用中。正确的接地实践有助于提高系统的整体性能和可靠性。

12. 优化建立时间：
    优化建立时间是提高AD767系列产品性能的重要方面，特别是在要求快速响应的应用中。建立时间是指转换器输出电压稳定到指定精度范围内所需的时间。以下是对如何优化AD767建立时间的详细描述：

    1. **反馈电容的使用**：- 在AD767的反馈回路中并联一个小电容（通常为20 pF）可以显著改善建立时间。这种电容有助于减少输出放大器的带宽，从而减少过冲和振荡，加快稳定速度。- 通过实验和测试，可以确定最佳的电容值，以在快速响应和最小过冲之间取得平衡。2. **输出阻抗的考虑**：- 输出阻抗的大小会影响建立时间。AD767的低输出阻抗有助于快速充电和放电外部负载电容，从而缩短建立时间。- 在设计电路时，应考虑负载阻抗和连接的电缆，以确保它们不会对建立时间产生不利影响。3. **电源稳定性**：- 稳定的电源对于优化建立时间至关重要。电源噪声或波动可能会导致输出不稳定，从而增加建立时间。- 使用去耦电容和稳定的电源调节器可以确保AD767的电源稳定，有助于提高建立时间的性能。4. **温度控制**：- 环境温度对建立时间有影响。在较高的温度下，器件的性能可能会下降，导致建立时间变长。- 在温度敏感的应用中，应采取措施控制环境温度或选择适合高温工作的产品型号。5. **信号完整性**：- 优化电路布局和布线可以减少信号路径上的寄生电容和电感，从而改善信号完整性并缩短建立时间。- 避免长的信号路径和不必要的分支，使用短而粗的走线可以减少寄生效应。6. **输入数据的稳定性**：- 输入数据的稳定性也会影响建立时间。确保输入数据在写入过程中保持稳定，可以避免由于数据变化导致的输出波动。- 使用适当的数据锁存和同步技术可以确保输入数据的稳定性。
    

通过上述方法，可以有效地优化AD767的建立时间，确保在高速和高精度的应用中获得最佳的性能。设计者应根据具体的应用需求和条件，选择合适的优化策略。

13. 数字输入注意事项：
    在使用AD767系列产品时，对数字输入的处理需要特别注意，以确保数据的正确性和转换器的最佳性能。以下是对数字输入注意事项的详细描述：

    1. **逻辑电平兼容性**：- AD767的数字输入端设计为与TTL逻辑电平兼容。因此，确保连接到AD767的数字信号满足逻辑“1”和逻辑“0”的电压要求是至关重要的。逻辑“1”通常需要高于2.0V，而逻辑“0”则需要低于0.8V。2. **输入信号的稳定性**：- 输入数据必须在写入脉冲期间保持稳定，以确保数据能够被正确锁存。数据的变化应该在写入脉冲之前或之后进行，避免在写入过程中发生波动。3. **输入脉冲宽度**：- AD767的输入锁存器设计为响应最短40纳秒的写入脉冲。因此，微处理器或其他数字源产生的写入脉冲宽度必须满足这一要求，以实现高速数据传输。4. **未使用输入的处理**：- 对于未使用的输入引脚，建议将其连接到电源地或逻辑地，以避免悬空引脚拾取噪声或意外信号，从而提高系统的抗干扰能力。5. **输入电流**：- AD767的数字输入电流非常低，这意味着它可以直接由低功率逻辑门驱动，无需额外的驱动器或缓冲器。这有助于减少功耗并简化电路设计。6. **输入保护**：- 为了防止静电放电（ESD）或其他瞬态电压事件损坏AD767的输入端，建议在输入引脚和地之间加入保护二极管或其他保护元件。7. **输入编码方式**：- AD767支持正逻辑和负逻辑输入编码。在设计数字接口时，需要根据AD767的输入编码要求来配置微处理器或其他数字设备的输出。8. **输入同步**：- 如果多个AD767与同一微处理器或数字系统协同工作，需要确保所有AD767的输入同步，以避免由于时序不一致导致的误差。
    

通过遵循这些数字输入注意事项，可以确保AD767系列产品在各种应用中提供准确和可靠的性能。设计者和工程师应当在设计和调试过程中特别注意这些方面，以避免潜在的问题并优化系统性能。

14. 微处理器接口：
    AD767系列产品设计用于与多种微处理器轻松接口，提供了高度灵活的数字接口选项。以下是对微处理器接口的详细描述：

    1. **并行数据接口**：- AD767通过其12位并行数据输入端口与微处理器接口。这些端口可以直接连接到微处理器的数据总线，允许一次性传输所有12位数据，从而实现快速的数据传输和处理。2. **写入脉冲要求**：- 为了将数据写入AD767，需要提供适当的写入脉冲（通常称为片选信号CS）。AD767设计为响应最短40纳秒的写入脉冲，这使得它能够与市场上最快的微处理器兼容。3. **锁存器和控制信号**：- AD767内置的锁存器能够在接收到写入脉冲时捕获并锁存数据。这种设计简化了与微处理器的接口，因为数据可以在微处理器的下一个指令周期中被处理，而不需要等待转换完成。4. **数据总线宽度**：- 由于AD767具有12位数据总线宽度，它可以与8位、16位或更宽的微处理器数据总线接口。这为设计者提供了灵活性，可以根据应用需求选择合适的微处理器。5. **地址解码**：- 在与微处理器接口时，通常需要对AD767的地址进行解码。这可以通过使用地址解码器IC或微处理器的内部地址生成逻辑来实现。6. **多路复用器**：- 在多个AD767需要与同一微处理器接口的情况下，可以使用多路复用器来共享数据总线。这样可以有效地利用微处理器的资源，同时减少所需的引脚数量。7. **直接内存访问（DMA）**：- 某些微处理器支持直接内存访问，这允许AD767在不需要CPU干预的情况下进行数据传输。这种特性可以提高系统的数据处理能力和响应速度。8. **中断和状态信号**：- AD767可以配置为在转换完成或输出达到特定阈值时生成中断或状态信号。这些信号可以用来通知微处理器执行相应的操作，如读取数据或调整转换参数。
    

通过这些微处理器接口特性，AD767系列产品能够无缝集成到各种基于微处理器的系统中，无论是简单的单片机应用还是复杂的嵌入式系统。设计者可以根据具体的应用需求和微处理器的特性，选择合适的接口方案，以实现高效的数据转换和处理。

这份文件为工程师和技术人员提供了AD767 D/A转换器的详细信息，包括其性能特点、技术规格、应用指南和接口方案，是设计和使用AD767时的重要参考资料。

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