MAX5520/MAX5521：低功耗10位电压输出DAC的卓越之选

在电子设计领域，低功耗、高性能的数模转换器（DAC）一直是工程师们追求的目标。今天，我们就来深入了解一下MAXIM公司的MAX5520/MAX5521，这两款10位电压输出DAC在低功耗和低电压应用中表现出色。

文件下载：MAX5521.pdf

产品概述

MAX5520/MAX5521是单通道、10位、超低功耗的电压输出DAC，提供Rail-to-Rail缓冲电压输出。它们的供电范围为1.8V至5.5V，功耗小于6µA，非常适合低功耗和低电压应用。此外，它们还具备关机模式，可将总电流（包括参考输入电流）降低至仅0.18µA。这两款DAC采用3线串行接口，与SPI™、QSPI™和MICROWIRE™兼容。

在电源上电时，MAX5520/MAX5521的输出被驱动至零刻度，为驱动阀门或其他在上电期间必须关闭的传感器的应用提供了额外的安全保障，实现了无毛刺上电。

MAX5520接受外部参考输入，而MAX5521则包含内部参考并提供外部参考输出。两款器件都具有力感配置的输出缓冲器。它们采用4mm x 4mm x 0.8mm、12引脚的薄型QFN封装，工作温度范围为-40°C至+85°C。

关键特性

低功耗设计

• 超低供电电流：仅需6µA的供电电流，关机模式下更是低至0.18µA（最大值），大大降低了系统功耗，延长了电池续航时间。
• 电源模式灵活：具备关机模式和待机模式（仅MAX5521），可根据实际需求灵活切换，进一步节省功耗。

高性能表现

• 高精度转换：10位分辨率，保证了较高的转换精度。积分非线性（INL）和差分非线性（DNL）指标优秀，确保输出电压的准确性。
• 快速接口：16MHz的3线SPI-/QSPI-/MICROWIRE兼容串行接口，实现快速数据传输。
• 无毛刺输出：上电时输出无毛刺，避免了对系统的干扰。

小巧封装

采用4mm x 4mm x 0.8mm的薄型QFN封装，节省了电路板空间，适合小型化设计。

电气特性

静态精度

两款器件的静态精度表现出色，不同供电电压和参考电压下，分辨率均为10位。积分非线性（INL）、差分非线性（DNL）、偏移误差（VOS）、增益误差（GE）等指标都在合理范围内，且具有较低的温度漂移。

参考输入/输出

• MAX5520：参考输入电压范围为0至VDD，正常工作时参考输入阻抗为4.1MΩ，关机时为2.5GΩ。
• MAX5521：内部参考可软件配置为四种电压之一，初始精度高，输出电压温度系数低，具有良好的线路调节和负载调节性能。

动态性能

电压输出压摆率为10V/ms，输出建立时间为660µs，能够快速响应输入信号变化。输出噪声电压在不同频率范围内也有较好的表现。

功率要求

不同供电电压下，供电电流和待机电流都较低，关机电流更是低至0.05至0.25µA。

数字接口

MAX5520/MAX5521采用3线串行接口，包含一个16位输入移位寄存器。数据通过串行接口加载到移位寄存器中，CS必须保持低电平直到所有16位数据都被时钟输入。数据按MSB优先顺序加载，包括4个控制位（C3 - C0）、10个数据位（D9 - D0）和2个子位。控制位用于控制器件的各种操作，如加载输入寄存器、更新DAC寄存器、进入关机或待机模式等。

电源模式

关机模式

通过软件编程，将控制位C[3:0]设置为1110，可使器件进入关机模式。在关机模式下，MAX5520的参考输入和DAC输出缓冲器呈高阻抗状态，MAX5521则关闭内部参考，DAC输出缓冲器也呈高阻抗状态。关机模式下典型供电电流和参考输入电流降低至0.18µA（最大值）。

待机模式（仅MAX5521）

通过将控制位C[3:0]设置为1100，可使MAX5521进入待机模式。待机模式下，除内部电压参考外，所有电路均断电，典型供电电流降低至6µA。从待机模式恢复到正常操作时，只需DAC上电时间即可使DAC输出有效。需要注意的是，不能直接从关机模式进入待机模式，必须先进入正常操作模式。

应用领域

便携式电池供电设备

低功耗特性使其成为便携式设备的理想选择，能够有效延长电池续航时间。

仪器仪表

高精度的转换性能和无毛刺输出，确保了仪器仪表的测量准确性。

工业过程控制和远程工业设备

可用于工业过程中的电压和电流控制，以及远程数据转换和监测。

可编程电压和电流源

能够根据需要灵活调整输出电压和电流，满足不同应用的需求。

总结

MAX5520/MAX5521以其超低功耗、高性能和小巧封装等优点，在众多应用领域中具有广阔的应用前景。作为电子工程师，在设计低功耗、高精度的数模转换系统时，不妨考虑这两款优秀的DAC。你在实际应用中是否使用过类似的DAC呢？它们的表现如何？欢迎在评论区分享你的经验和见解。