16位、30 MSPS D/A转换器AD768：高性能与多功能的完美结合

在电子设计领域，数模转换器（DAC）的性能直接影响到系统的整体表现。AD768作为一款16位、30 MSPS的D/A转换器，凭借其出色的特性和广泛的应用场景，成为了众多工程师的首选。今天，我们就来深入了解一下这款AD768转换器。

文件下载：AD768.pdf

产品特性与亮点

卓越性能参数

AD768具有30 MSPS的更新速率和16位的分辨率，在14位时，线性度表现出色，DNL为1/2 LSB，INL为1 LSB。其快速稳定时间仅为25 ns，能使输出快速达到满量程的0.025%。在1 MHz输出时，SFDR可达86 dBc，THD为 -71 dBc，低毛刺脉冲仅为35 pV - s，功耗为465 mW。此外，芯片还集成了2.5 V参考电压、边沿触发锁存器和乘法参考能力。

突出优势

• 动态性能出色：低毛刺和快速稳定时间使其在波形重建或数字合成方面表现卓越，尤其适用于通信领域。
• 直流精度高：适用于高速A/D转换应用，确保了系统的高精度运行。
• 接口兼容性好：片上边沿触发的输入CMOS锁存器可轻松与CMOS逻辑系列接口，支持高达40 MSPS的更新速率。
• 参考电压灵活：集成了温度补偿的2.5 V带隙参考，可通过单个外部电阻生成参考输入电流，也可使用外部参考。
• 输出方式多样：电流输出可单端或差分使用，可连接负载电阻、外部运算放大器求和节点或变压器。
• 性能可优化：通过合理选择外部电阻和补偿电容，用户可针对目标应用优化AD768的参考电平和带宽。

产品详细描述

架构与工艺

AD768采用ADI的先进双极CMOS（ABCMOS）工艺制造，结合了双极晶体管的速度、激光可微调薄膜电阻的精度和CMOS逻辑的效率。其分段电流源架构与专有开关技术相结合，降低了毛刺能量，最大化了动态精度。同时，集成了边沿触发输入锁存器和温度补偿带隙参考，提供了完整的单片DAC解决方案。

输出特性

AD768是电流输出型DAC，标称满量程输出电流为20 mA，输出阻抗为1 kΩ。提供差分电流输出，支持单端或差分应用。电流输出可直接连接输出电阻以提供电压输出，也可馈入高速放大器的求和节点以提供缓冲电压输出。此外，差分输出还可与变压器或差分放大器接口。

参考与控制

片上参考和控制放大器经过优化，以实现最大的精度和灵活性。AD768可由片上参考或多种外部参考电压驱动，用户可通过选择外部电阻和电容来优化参考带宽和噪声性能。

工作条件

AD768在±5 V电源下工作，典型功耗为465 mW。采用28引脚SOIC封装，适用于工业温度范围。

规格参数详解

分辨率与直流精度

AD768的分辨率为16位，在不同温度条件下，线性误差、差分非线性等直流精度指标表现良好。例如，在TA = +25°C时，线性误差为 -8 ±4 +8 LSB；在TMIN到TMAX范围内，线性误差为 -8 +8 LSB。

模拟输出参数

模拟输出的偏移误差为 -0.2 +0.2 % of FSR，增益误差为 -1.0 20 +1.0 mA % of FSR，输出合规范围为 -1.2 +5.0 V，输出电阻为0.8 1.0 1.2 kΩ，输出电容为3 pF。

参考输出与输入

参考输出电压为2.5 +5.0 V，参考输出电流为2.475 2.525 +15 mA，参考输入电流为1 5 7 mA，参考带宽在小信号和大信号情况下分别为28 MHz和9 MHz。

温度系数

增益漂移、单极偏移漂移、参考电压漂移等温度系数指标反映了AD768在不同温度环境下的性能稳定性。

动态性能

最大输出更新速率为30 MSPS，输出稳定时间（到0.025%）为35 ns，输出传播延迟为35 ns，毛刺脉冲为35 pV - s，输出上升时间和下降时间分别为5 ns和3 ns，输出噪声为nV/√Hz，差分增益误差为0.01 %，差分相位误差为0.01 Degree。

数字输入

数字输入的逻辑“1”电压为3.5 V，逻辑“0”电压为1.5 V，输入电容为10 pF，逻辑“1”电流和逻辑“0”电流分别为 -10 +10 µA，输入建立时间为 -10 +10 ns，输入保持时间为5 ns，锁存脉冲宽度为10 ns。

交流线性度

在不同的输出频率和时钟频率下，AD768的无杂散动态范围（SFDR）和总谐波失真（THD）表现良好。例如，在FOUT = 1.002 MHz、CLOCK = 10 MHz时，SFDR为86 dB，THD为 -71 dB。

引脚描述与配置

引脚功能

AD768的引脚涵盖了模拟输出、参考输入输出、数字输入、电源等功能。例如，IOUTA为DAC电流输出，REFOUT为参考输出电压，IREFIN为参考输入电流，CLOCK为时钟输入等。

引脚配置

芯片采用28引脚SOIC封装，引脚配置合理，方便与其他电路连接。

应用输出配置

电流输出模式

在电流输出模式下，输出连接到虚拟地，输出电流计算公式为 (I{OUT }=(DAC CODE / 65536) times (I{REFIN } × 4))。

电压输出模式

在电压输出模式下，输出连接到电阻负载，输出电压计算公式为 (V{OUT }=I{OUT } × R{LOAD} | R{LAD})，进一步推导可得 (V{OUT }=-V{REF } times (DAC CODE / 65536) × 4 times [(R{LOAD} | R{LAD}) / R_{REF}])。

典型配置示例

文档中还给出了多种典型的输出配置示例，包括缓冲电压输出、无缓冲电压输出等，为工程师提供了实际应用的参考。

温度与噪声考虑

温度影响

参考电压在AD768的整体温度性能中起着关键作用。当输出为电流时，需尽量减小IREFIN的漂移，可通过使用内部温度补偿参考和低温度系数电阻来实现；当输出为电压时，选择具有匹配温度系数的电阻可抵消电阻值的漂移，提供最佳的漂移性能。

噪声降低

通过在NR节点与负电源引脚之间连接外部电容，可降低参考放大器的带宽和噪声。电容的放置需注意尽量靠近封装引脚，以减少引线长度。对于不需要高频调制的应用，建议连接1 µF左右的电容；对于纯直流参考输入，可使用多个电容更有效地过滤高低频干扰。

总结

AD768作为一款高性能的16位、30 MSPS D/A转换器，具有出色的动态和直流性能，广泛应用于任意波形生成、通信波形重建、矢量笔画显示等领域。其丰富的特性和灵活的配置选项，为电子工程师在设计中提供了更多的可能性。在实际应用中，工程师可根据具体需求，合理选择外部元件，优化AD768的性能，以满足不同系统的要求。大家在使用AD768的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或有独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。