AD7533：低成本10位乘法DAC的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）是連接數(shù)字世界和模擬世界的重要橋梁。今天，我們要深入了解一款具有高性價比的10位乘法DAC——AD7533。

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一、AD7533概述

AD7533是一款采用先進(jìn)的單片CMOS晶圓上薄膜制造工藝的低成本、10位、4象限乘法DAC。它的引腳和功能與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AD7520相當(dāng)，是舊AD7520插座或新10位DAC設(shè)計的低成本替代方案。其應(yīng)用靈活性高，能與TTL或CMOS接口，工作電源范圍為5V至15V，還能為正或負(fù)極性的參考輸入提供適當(dāng)?shù)亩M(jìn)制縮放。

二、特性亮點

（一）成本與性能兼顧

它是低成本的10位DAC，可作為AD7520的低成本替代品。在保證一定性能的前提下，有效降低了設(shè)計成本，這對于成本敏感的項目來說是非常有吸引力的。

（二）線性度出色

線性度有 ? LSB、1 LSB 或 2 LSB 可選，能滿足不同應(yīng)用對線性度的要求。良好的線性度有助于提高信號轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性，減少誤差。

（三）低功耗設(shè)計

低功耗特性使得AD7533在一些對功耗有嚴(yán)格要求的應(yīng)用中表現(xiàn)出色，如便攜式設(shè)備等。

（四）全4象限乘法功能

具備全4象限乘法功能，能夠處理更復(fù)雜的信號運(yùn)算，為設(shè)計帶來更多的可能性。

（五）接口便捷

可直接與CMOS/TTL接口，無需額外的保護(hù)肖特基二極管，簡化了電路設(shè)計。

三、技術(shù)參數(shù)解析

（一）靜態(tài)精度

在 (V{DD}=15V)、(Vout 1 = Vout 2 = 0V)、(V{REF}=10V) 的條件下，分辨率為10位，相對精度在不同型號和溫度范圍有所差異，但總體表現(xiàn)良好。例如，AD7533JN等型號在 (T_A = 25°C) 時，相對精度最大為 ±0.05% FSR，最大增益誤差為 ±1% FS 等。

（二）動態(tài)精度

輸出電流建立時間在不同條件下有所不同，最大為600ns（典型條件），到0.05% FSR 時，在 (R{LOAD}=100Ω) 且數(shù)字輸入從 (V{INH}) 到 (V{INL}) 或 (V{INL}) 到 (V_{INH}) 變化時，建立時間最大為800ns。

（三）模擬輸出與數(shù)字輸入

模擬輸出電容方面，如 (C{IOUT1}) 最大為50pF（典型條件）等；數(shù)字輸入方面，輸入高電壓 (V{INH}) 最小為2.4V，輸入低電壓 (V_{INL}) 最大為0.8V 等。

（四）電源要求

電源電壓 (V{DD}) 為 15V ± 10%，范圍在 5V 到 16V 之間，最大電流 (I{DD}) 為 2mA（典型條件）。

（五）絕對最大額定值

需注意各引腳的電壓和電流限制，如 (V_{DD}) 到 GND 的范圍為 -0.3V 到 +17V 等。同時，不同封裝的功率耗散和溫度范圍也有所不同，例如塑料封裝（JN、JP 等版本）的工作溫度范圍為 -40°C 到 +85°C 等。

四、電路分析

（一）總體電路結(jié)構(gòu)

AD7533由高度穩(wěn)定的薄膜 R - 2R 梯形網(wǎng)絡(luò)和十個CMOS電流開關(guān)組成，大多數(shù)應(yīng)用只需添加一個輸出運(yùn)算放大器和一個電壓或電流參考即可。采用倒置的 R - 2R 梯形結(jié)構(gòu)，二進(jìn)制加權(quán)電流在 (Iout1) 和 (Iout2) 總線之間切換，保證每個梯形支路的電流恒定，不受開關(guān)狀態(tài)影響。

（二）CMOS電流開關(guān)

其中一個CMOS電流開關(guān)的設(shè)計經(jīng)過優(yōu)化，使數(shù)字控制輸入在整個軍事溫度范圍內(nèi)與DTL/TTL/CMOS兼容。開關(guān)的導(dǎo)通電阻按二進(jìn)制比例縮放，確保每個開關(guān)上的電壓降相同，從而維持梯形網(wǎng)絡(luò)的二進(jìn)制加權(quán)電流分配特性。

（三）等效電路分析

當(dāng)所有數(shù)字輸入為低電平時，參考電流切換到 (IOUT2)，存在表面和結(jié)泄漏到基板的電流 (I_{LEAKAGE}) 以及通過 R - 2R 梯形網(wǎng)絡(luò)終端電阻的恒定1位電流 (I/1024)；當(dāng)所有數(shù)字輸入為高電平時，導(dǎo)通開關(guān)在 (Iout1) 端。

五、工作模式

（一）單極性二進(jìn)制代碼

在單極性二進(jìn)制操作（2象限乘法）中，標(biāo)稱 LSB 幅度為 (LSB = V{REF}(frac{1}{1024}))。不同的數(shù)字輸入對應(yīng)不同的模擬輸出，例如數(shù)字輸入為 1000000000 時，模擬輸出為 (-V{REF}(frac{512}{1024}) = (frac{V_{REF}}{2}))。

（二）雙極性（偏移二進(jìn)制）代碼

在雙極性操作（4象限乘法）中，標(biāo)稱 LSB 幅度為 (LSB = V_{REF}(frac{1}{512}))。

六、應(yīng)用案例

（一）數(shù)字控制衰減器

可利用AD7533的乘法功能，實現(xiàn)對信號的數(shù)字控制衰減，在通信系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

（二）可編程增益放大器

通過改變數(shù)字輸入，調(diào)整放大器的增益，滿足不同信號處理的需求。

（三）函數(shù)發(fā)生器

可以產(chǎn)生各種波形，如方波、三角波等，在測試和測量設(shè)備中發(fā)揮重要作用。

（四）線性自動增益控制

用于自動調(diào)整信號增益，保證信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

七、封裝與訂購信息

AD7533有多種封裝形式，如16引腳塑料雙列直插式封裝（PDIP）、16引腳標(biāo)準(zhǔn)小外形封裝（SOIC_W）、16引腳陶瓷雙列直插式封裝（CERDIP）、20引腳塑料有引腳芯片載體（PLCC）和20引腳陶瓷無引腳芯片載體（LCC）等。不同封裝對應(yīng)不同的型號和非線性度指標(biāo)，工程師可以根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇。

總之，AD7533以其低成本、高性能和豐富的功能，為電子工程師在數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)計中提供了一個優(yōu)秀的選擇。大家在實際應(yīng)用中，是否遇到過類似DAC的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。