MAXIM MX7837/MX7847：雙路12位乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器的深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）是實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件。今天要為大家詳細(xì)介紹MAXIM公司的MX7837/MX7847，這是兩款雙路12位乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器，具有諸多出色特性。

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產(chǎn)品特性

功能特性

MX7837/MX7847 是雙路 12 位乘法電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器。每個(gè) DAC 配備輸出放大器和反饋電阻，輸出放大器能在 2kΩ負(fù)載上輸出 ±10V 電壓。在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)，無需外部調(diào)整即可實(shí)現(xiàn)完整的 12 位性能。

具體特性包括：

1. 雙路 12 位乘法 DAC 與緩沖電壓輸出：提供兩路獨(dú)立的 12 位轉(zhuǎn)換通道，輸出為緩沖電壓形式，可直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
2. 電源靈活：可使用 ±12V 或 ±15V 電源供電，適應(yīng)不同的電源系統(tǒng)。
3. 無需外部調(diào)整：簡化了設(shè)計(jì)過程，減少了外部元件數(shù)量，提高了系統(tǒng)的可靠性。
4. 快速時(shí)序：快速的時(shí)序特性使其能與大多數(shù)微處理器兼容，提高數(shù)據(jù)處理速度。
5. 多種封裝可選：提供 24 引腳 DIP 和 SO 封裝，方便不同應(yīng)用場景的 PCB 布局。

接口差異

MX7847 具有 12 位并行數(shù)據(jù)輸入，而 MX7837 采用雙緩沖 8 位總線接口，通過兩次寫操作加載數(shù)據(jù)。所有邏輯信號(hào)為電平觸發(fā)，與 TTL 和 CMOS 兼容。

應(yīng)用領(lǐng)域

MX7837/MX7847 適用于多種應(yīng)用場景，如：

1. 小元件數(shù)模擬系統(tǒng)：其無需外部調(diào)整的特性，可減少系統(tǒng)中的元件數(shù)量，降低成本和體積。
2. 數(shù)字偏移/增益調(diào)整：在需要精確調(diào)整模擬信號(hào)偏移和增益的系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
3. 工業(yè)過程控制：為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)提供精確的模擬信號(hào)輸出。
4. 函數(shù)發(fā)生器：用于生成各種復(fù)雜的模擬信號(hào)波形。
5. 自動(dòng)測試設(shè)備：確保測試設(shè)備能夠輸出精確的測試信號(hào)。
6. 自動(dòng)校準(zhǔn)：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)校準(zhǔn)功能，提高系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。
7. 機(jī)器和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：為電機(jī)控制等運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供精確的控制信號(hào)。
8. 波形重建：將數(shù)字信號(hào)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為模擬波形。
9. 同步應(yīng)用：在同步系統(tǒng)中提供穩(wěn)定的模擬信號(hào)。

技術(shù)參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

在使用時(shí)，需注意各引腳的絕對(duì)最大額定值，如 VDD 到 DGND、AGNDA、AGNDB 為 -0.3V 到 +17V，VSS 到 DGND、AGNDA、AGNDB 為 +0.3V 到 -17V 等。若 VSS 開路，可能會(huì)導(dǎo)致其引腳電壓超出絕對(duì)最大額定值，可通過在 VSS 和 GND 之間連接肖特基二極管來避免。

工作溫度范圍

不同型號(hào)的 MX7837/MX7847 具有不同的工作溫度范圍，如 MX787J/K_ 為 0°C 到 +70°C，MX787A/B_ 為 -40°C 到 +85°C，MX78_7SQ/TQ 為 -55°C 到 +125°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 -65°C 到 +150°C。

電氣特性

• 靜態(tài)性能：分辨率為 12 位，不同型號(hào)的相對(duì)精度和零碼偏移誤差等有所差異。例如，MX78_7J/A/S 的相對(duì)精度為 ±1 LSB，MX78_7K/B/T 為 ±1/2 LSB。
• 參考輸入：VREF 輸入電阻為 8kΩ 到 13kΩ，VREFA 和 VREFB 的電阻匹配誤差為 ±0.5% 到 ±3%。
• 數(shù)字輸入：輸入高電壓為 2.4V，輸入低電壓為 0.8V，輸入電流為 ±1μA，輸入電容為 8pF。
• 模擬輸出：直流輸出阻抗為 0.2Ω，短路電流為 15mA。
• 電源要求：VDD 范圍為 11.4V 到 16.5V，VSS 范圍為 -11.4V 到 -16.5V，正電源電流為 5mA 到 10mA，負(fù)電源電流為 4mA 到 6mA，電源抑制比為 ±0.01%/%。
• 交流特性：電壓輸出建立時(shí)間為 4μs，壓擺率為 7V/μs，數(shù)模毛刺脈沖為 60nV - s，通道間隔離度為 -95dB，乘法直通誤差為 -90dB，單位增益小信號(hào)帶寬為 1MHz，全功率帶寬為 125kHz，總諧波失真為 -88dB，數(shù)字串?dāng)_為 10nV - s，+25°C 時(shí) 0.1Hz 到 10Hz 的輸出噪聲電壓為 2μV RMS。

時(shí)序特性

各輸入信號(hào)的時(shí)序參數(shù)有明確規(guī)定，如 CS 到 WR 建立時(shí)間為 0ns，WR 脈沖寬度為 80ns 等。

工作原理

D/A 部分

采用分段方案，12 位數(shù)據(jù)字的兩個(gè)最高有效位（MSB）解碼驅(qū)動(dòng)三個(gè)開關(guān)（A 到 C），其余 10 位驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) R - 2R 梯形網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)（S0 到 S9）。每個(gè)開關(guān)（A 到 C）引導(dǎo) 1/4 的總參考電流，其余電流通過 R - 2R 部分。輸出放大器和反饋電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓，公式為 (V{OUT }=(-D)(V{REF }))，其中 D 是數(shù)字字的分?jǐn)?shù)表示。

接口邏輯

• MX7847：包含兩個(gè)獨(dú)立的 DAC，每個(gè)有自己的 CS 輸入和一個(gè)公共的 WR 輸入。CSA 和 WR 控制數(shù)據(jù)加載到 DAC A 鎖存器，CSB 和 WR 控制數(shù)據(jù)加載到 DAC B 鎖存器。鎖存器為邊沿觸發(fā)，在 WR 的上升沿將輸入數(shù)據(jù)鎖存到相應(yīng)鎖存器。
• MX7837：輸入加載結(jié)構(gòu)用于與 8 位數(shù)據(jù)總線微處理器接口。每個(gè) DAC 有兩個(gè) 12 位鎖存器，即輸入鎖存器和 DAC 鎖存器。CS、WR、A0 和 A1 控制數(shù)據(jù)加載到輸入鎖存器，LDAC 控制 12 位數(shù)據(jù)從輸入鎖存器傳輸?shù)?DAC 鎖存器。

應(yīng)用注意事項(xiàng)

接地管理

建議使用不間斷的接地平面，將 MX7837/MX7847 的 AGNDs 和 DGND 直接連接到接地平面或星型接地，以確保它們處于相同電位。在復(fù)雜系統(tǒng)中，可在 AGND 和 DGND 引腳之間反向并聯(lián)兩個(gè)二極管（如 1N914）。

電源去耦

使用 10μF 電容與 0.1μF 陶瓷電容并聯(lián)，將 (V{DD}) 和 (V{SS}) 線路去耦到 DGND，同時(shí)盡量縮短電容引腳長度，以獲得最佳的噪聲抑制效果。

降低電源電壓操作

MX7837/MX7847 規(guī)定使用 (V{DD} / V{SS}= pm 11.4 ~V) 到 ±16.5V 電源，但輸出放大器需要 2.5V 的裕量，因此參考輸入不應(yīng)接近 (V{DD} / V{SS}) 2.5V 以內(nèi)，以保持滿量程的精度。

總結(jié)

MAXIM 的 MX7837/MX7847 雙路 12 位乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器憑借其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和良好的性能指標(biāo)，成為電子工程師在設(shè)計(jì)中值得考慮的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求合理選擇型號(hào)，并注意接地管理、電源去耦等方面的問題，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。各位工程師在使用過程中遇到過哪些類似器件的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。