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MS5231描述 MS5231M 是一款具有高阻抗緩沖基準輸入的單通道串行 8 位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。該 DAC 可以產(chǎn)生 1 倍或 2 倍于參考電壓的電壓輸出，而且保證是單調(diào)的。由于芯片工作在 3V~5V 的單電源電壓下，這就使它的使用變得很方便。片上嵌入的上電復位功能確保可重復的啟動條件。 數(shù)字控制是通過與 CMOS 工藝兼容的三線串行總線來實現(xiàn)的，易于和工業(yè)標準的微處理器或微控制器接口。11 位命令字由 8 位數(shù)據(jù)位、1 位范圍控制位和 2 位邏輯 0 組成。范圍控制位使 DAC 的電壓輸出范圍是 1 倍或 2 倍于對地的參考電壓。該 DAC 有兩級鎖存器，允許一組完整的數(shù)據(jù)寫入芯片之后由 LDAC 控制 DAC 輸出更新。數(shù)字輸入帶有施密特觸發(fā)器，有一定的抗噪聲能力。 MS5231M 小尺寸封裝使得模擬功能的數(shù)字控制可以應用在對空間面積要求比較苛刻的場合，可以在-40℃-85℃溫度范圍內(nèi)工作，而且不需要外部修調(diào)。 主要特點 8 位、電壓輸出 3V~5V 單電源工作 串行接口 高阻抗基準輸入 可編程 1 倍或 2 倍于參考電壓的輸出范圍 更新靈活 內(nèi)部上電復位 低功耗 半緩沖輸出 應用 可編程電壓源 數(shù)字控制放大器/衰減器 移動通信 自動測試裝置 過程監(jiān)控 信號合成 封裝圖 內(nèi)部框圖 管腳圖 管腳說明圖 功能描述 1.電阻串型 DAC MS5231M 由電阻串型 DAC 實現(xiàn)，DAC 的核心是帶 256 個抽頭的電阻。表 1 是每個抽頭處的電平和 256 個數(shù)字碼的對應關(guān)系。電阻串中，電阻的一端連接 GND, 另一端連接輸入緩沖器的輸出端。電阻串保證了單調(diào)性。線性度由電阻串的匹配精度和輸出緩沖器的性能決定。參考電壓輸入緩沖器時，DAC 對于參考源可以視為一個高阻抗的負載。 DAC 的輸出由增益可配置的運算放大器緩沖，選擇 1 倍或 2 倍增益輸出。電路上電時，DAC 的數(shù)字輸入端被置為全 0。DAC 的輸出電壓用 下列公式表示： CODE 的范圍是 0~255，范圍控制位 RNG 是 0 或 1，它位于串行命令字中。 2.工作時序 MS5231M 有 4 種可供選擇的控制方式，分別如圖 1-圖 4 所示。 當 LOAD 為高時，在 CLK 的下降沿，DATA 引腳上的數(shù)據(jù)被寫入鎖存器。一旦所有的數(shù)據(jù)被鎖存，LOAD 被拉低，數(shù)據(jù)從串行輸入寄存器中傳送到 DAC 進行工作，如圖 1 所示。當 LDAC 為低時，DAC 的輸出電壓在 LOAD 變?yōu)榈碗娖綍r立即被更新。在串行數(shù)據(jù)寫入過程中 LDAC 為高時，新的數(shù)據(jù)被鎖存，只有在等待 LDAC 被拉低時才進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，如圖 2 所示。最高有效位（MSB）首先被寫入，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程需要 8 個時鐘周期，如圖 3 和圖 4 所示。表 2 列出了定時關(guān)系。 RNG 位控制輸出電壓的范圍。當 RNG = Low 時，輸出電壓的范圍介于參考電壓和地之間。當RNG = High，輸出電壓的范圍介于 2 倍的參考電壓和地之間。 3. 等效輸入與輸出電路 4.失調(diào)電壓 運放單電源工作時，它的失調(diào)電壓可以是正或負。失調(diào)電壓為正時，輸出電壓在第一個碼改變時就會發(fā)生變化。失調(diào)電壓為負時，輸出電壓在第一個數(shù)字碼變化時可能不會變化，這取決于失調(diào)電壓的大小。 輸出運放試圖把輸出驅(qū)動到一個負的電位上，然而最小的負電源是地，所以輸出電壓不可能低于地，而是被鉗位在 0V。 輸出電壓一直保持為 0，直到輸入的碼字能夠在輸出端產(chǎn)生足夠正的電壓以大于負的失調(diào)電壓。轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖 5 所示。 是失調(diào)誤差產(chǎn)生了折點，而不是線性誤差。如果緩沖器輸出可以小于 0，轉(zhuǎn)換關(guān)系如虛線所示。 對于 DAC，線性度的測量通常是在失調(diào)和滿刻度量程被校準之后，輸入從全 0 逐漸增大到全 1。然而，由于傳輸函數(shù)中的折點，單電源時負的失調(diào)電壓不能被校準，所以這時線性度的測量是在滿刻度碼和產(chǎn)生最小正電壓輸出時的數(shù)字碼之間進行的，這個數(shù)字碼是根據(jù)說明書上有關(guān)負失調(diào)電壓的最大值計算得到的。 應用信息 |
