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(fù)位功能確保可重

復(fù)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(yīng)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(fù)位

?低功耗

?半緩沖輸出

應(yīng)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

產(chǎn)品規(guī)格分類

內(nèi)部框圖

管腳排列圖

管腳描述

極限參數(shù)

推薦工作條件

電氣參數(shù)

(1)除非特殊說明，VDD=3.3V±5%，VREF=2V，Gain=1

如有需求請聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

注：1. 積分非線性誤差是實際輸出偏離從 0 點到滿刻度這條曲線的最大值（不包括零點和滿刻度誤差）。

2. 微分非線性誤差是 8 位數(shù)字碼中任意兩個相鄰的數(shù)字碼產(chǎn)生的輸出電壓的改變量與 1LSB 的差值。單調(diào)意

味著輸出電壓的變化方向與數(shù)字輸入碼的變化方向是一致的。

3. 零點誤差是指當輸入為全 0 時輸出電壓與 GND 的差值。

4. 零點誤差溫度系數(shù)是由下面的公式確定的：

ZSETC ?[ZSE(Tmax ) - ZSE(Tmin )]/VREF ? 106 /(Tmax - Tmin )

5. 滿刻度誤差在負載電阻 10KΩ的條件下，輸入為全 1 時，實際電壓輸出與理想輸出的差值。

6. 滿刻度誤差溫度系數(shù)是由下面的公式確定的：

FSETC ?[FSE(Tmax ) - FSE(Tmin )]/VREF ? 106 /(Tmax - Tmin )

7. 零點誤差抑制比的測量：8 位數(shù)字輸入為全 0，電源電壓 VDD 從 4.75V 到 5.25V 變化時測量它對輸出電壓

的影響。

8. 滿刻度誤差抑制比的測量：8 位數(shù)字輸入為全 1，電源電壓 VDD 從 3V 到 3.6V 變化時測量它對輸出電壓的

影響。

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(yīng)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：

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。

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。

工作特性

1.推薦工作條件下的工作特性

如有需求請聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

應(yīng)用信息

封裝外形圖

——愛研究芯片的小王

審核編輯 黃宇