АЦП И ЦАП КОМПАНИИ MAXIM - НОВАЯ ПРОДУКЦИЯ ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОНИКИ
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
элементная база электроники
АЦП и ЦАП компании Maxim.
Новая продукция
Сегодня трудно назвать область радиоэлектрон- И.Романова
ной промышленности, где бы не использовались
аналоговые микросхемы. Примечательно, что доля
аналоговой части в современных сложных систе- Фирма Maxim разрабатывает и внедряет в производство
больше новых интегральных схем, чем любая другая компания
мах контроля и управления превышает долю циф-
в мире. Достаточно отметить, что за 17 лет работы на мировом
ровой части. Поэтому с развитием процессов авто-
рынке фирма Maxim разработала и внедрила около 2000 новых
матизации и цифровой электронной техники будет интегральных схем, более 1800 из которых – это уникальные раз-
расти и рынок аналоговых микросхем. Разработка, работки. Практически каждые две недели Maxim объявляет о 5–
изготовление и продажа стандартных аналоговых 10 новых разработках. Ежегодно Maxim выпускает 200–300 новых
микросхем – одно из основных направлений раз- микросхем, и известно, что 20% оборота расходуется на НИР.
вития современной микроэлектроники. Спектр выпускаемой компанией продукции охватывает
Ведущие мировые производители разраба- аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, ис-
тывают и выпускают широкий спектр аналоговых точники опорного напряжения, интерфейсы RS-232 и RS-485,
микросхем – от простейших регуляторов напря- супервизоры питания микропроцессоров, операционные уси-
лители и компараторы, аналоговые коммутаторы и мульти-
жения до "интеллектуальных" систем сбора и об-
плексоры, различные датчики и формирователи сигналов
работки информации, основанных на сложных ме-
датчиков, схемы построения источников питания, зарядки и
тодах коррекции с применением оцифровки по- контроля исправности батарей, микросхемы для беспровод-
лезного сигнала и обработки информации с помо- ной и волоконно-оптической связи.
щью встроенного микроконтроллера. Большая часть выпускаемой продукции ориентирована на
использование в малогабаритной переносной аппаратуре с ав-
И нтегральные цифроаналоговые и аналого-цифровые
преобразователи (ЦАП и АЦП) относятся к классу на-
иболее распространенных и широко используемых компо-
тономным питанием. Поэтому основной упор делается на дости-
жение минимального энергопотребления, сохранение работос-
пособности микросхемы при значительном снижении питающего
нентов современной электронной техники. напряжения, и все это – без ущерба основным электрическим
Исторически сложилось так, что название "аналоговые параметрам. Параллельно с этим ведется работа по упаковке
микросхемы" ассоциируется в России прежде всего с таки- микросхем в современные корпуса, обеспечивающие минималь-
ми фирмами, как Analog Device, Texas Instruments, Maxim и ную площадь, занимаемую микросхемой на печатной плате.
Linear Technology. АЦП (ADC, Analog to Digital Converter) – аналого-цифровой
Фирма Maxim была основана в 1983 году и с первых дней преобразователь. Это устройство принимает входные аналого-
ориентирована на разработку и выпуск широкого класса ана- вые сигналы и генерирует соответствующие им цифровые сиг-
логовых и аналого-цифровых интегральных схем. Производс- налы, пригодные для дальнейшей цифровой обработки микро-
твенная программа фирмы базировалась на том, что пользо- процессорами и другими устройствами. Еще их иногда называют
ватель уже имеет в составе своего прибора микропроцессор цифровыми потенциометрами, поскольку они могут применять-
и нуждается в хорошем связующем звене между процессо- ся для цифрового измерения уровня аналогового сигнала.
ром и реальным "аналоговым" внешним миром. Микросхемы Не исключена возможность и непосредственного преобра-
компании Maxim предназначены для регистрации, измерения, зования различных физических величин в цифровую форму, од-
усиления и преобразования реальных сигналов, таких как нако эту задачу удается решить лишь в редких случаях ввиду
температура, давление или звук, в цифровую форму, пригод- сложности таких преобразователей. Поэтому сегодня наиболее
ную для дальнейшей компьютерной обработки. рациональным способом являются преобразования различных
ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2009 22по физической природе величин сначала в функционально свя- ет малогабаритным экономичным АЦП разрядностью 8–14 бит
занные с ними электрические величины, а затем уже с помощью преимущественно с последовательным интерфейсом. И здесь,
преобразователей напряжение-код – в цифровые. Именно такие как и в остальной продукции Mахiм, упор сделан на минималь-
преобразователи имеют обычно в виду, когда говорят об АЦП. ные габариты и максимальную экономичность.
АЦП делятся на параллельные, последовательные и после- О достигнутом компанией уровне говорят параметры
довательно-параллельные (комбинированные). В настоящее вре- АЦП: при числе входных каналов от одного до восьми, раз-
мя наиболее популярны последовательные интегрирующие АЦП. рядности 10–12 бит и напряжении питания 2,7–5,25 В сред-
По принципу работы они также делятся на два типа. АЦП перво- нее значение потребляемого тока составляет 1,9–2,5 мА (при
го типа постоянно измеряют уровень входящего сигнала, обнуляя частоте преобразования 400 кГц), 0,9–1,5 мА (при частоте
свой регистр каждый раз после отправки значения в буфер. АЦП около 100 кГц) и 0,25 мА – при частоте 1 кГц. Благодаря воз-
второго типа отслеживают лишь изменение сигнала, сравнивая можности перевода микросхемы в режим пониженного энер-
уровень входящего сигнала с его предыдущим значением. гопотребления в паузах между выборками средний потребля-
Практически все современные АЦП, за редким исключени- емый ток не превышает 10 мкА.
ем, работают в режиме "оверсэмплинг" (анл. оversampling – АЦП MAX19586 – 16-битный аналого-цифровой преоб-
дискретизация с избыточностью), т.е. производят оцифров- разователь с быстродействием 80 Мвыб./с. MAX19586 имеет
ку сигнала на частоте, которая в несколько и даже в десят- высокие динамические характеристики, в том числе уровень
ки раз выше, чем получаемая частота результирующего сиг- собственных шумов – 82 дБ, отношение сигнал/шум (SNR) –
нала. Это позволяет на несколько порядков снизить ошибки 80 дБ и динамический диапазон без искажений (SFDR) – 96 дБ
квантования и погрешности, вносимые как шумами сигнала, при входной частоте 10 МГц (уровень входного сигнала 2 дБ).
так и собственными шумами микросхемы, и в результате – Параметры микросхемы – собственные шумы, отношение
повысить качество цифрового сигнала. сигнал/шум и динамический диапазон – на несколько децибел
ЦАП (DAC, Digital to Analog Converter) – это цифроанало- лучше, чем у ее аналогов. АЦП может обрабатывать входную
говый преобразователь. Вместе с АЦП они составляют ос- частоту до 170 МГц, работает от источника питания 1,8 В, а так-
нову получения как цифрового сигнала из аналогового (этот же обрабатывает входные сигналы с амплитудой до 2,6 В.
процесс называется "оцифровкой" сигнала), так и восстанов- "Mахiм упрочил свое лидерство в технологии преобразования
ления аналогового сигнала из цифрового. данных, выпустив быстродействующий АЦП, который установил
Цифроаналоговый преобразователь предназначен для пре- рекорды и по динамическим параметрам и по энергопотребле-
образования числа, определенного обычно в виде двоичного нию", – говорит Тед Тьюксбери (Ted Tewksbury), директор по мар-
кода, в напряжение или ток, пропорциональные его значению. кетингу отделения высокоскоростной обработки сигналов.
Схемотехника цифроаналоговых преобразователей весьма раз- MAX19586 потребляет 1,1 Вт, что на 48% меньше, чем у
нообразна, но все они делятся на две большие группы: с после- ближайших аналогов. Микросхема выпускается в 56-вывод-
довательным и с параллельным вводом входного кода. Кроме ном корпусе QFN-EP, размер которого составляет четвертую
того, они классифицируются по следующим признакам: стан- часть размера корпуса аналога, и работает в промышленном
дартному и высокому быстродействию, одноканальному и мно- температурном диапазоне от -40 до 85°C.
гоканальному типам (имеется в виду несколько одноканальных Характеристики MAX19586 позволяют использовать его в
схем, объединенных в один блок, – это сродни кодеку), вариан- высококачественном вещательном оборудовании. АЦП при-
там с токовым выходом и выходом в виде напряжения. меняются в базовых станциях сотовой связи (BTS), мульти-
стандартных приемниках с несколькими несущими, для об-
Аналого-цифровые преобразователи работки сигналов антенных решеток, а также в передовом
Компания Mахiм выпускает аналого-цифровые преобразовате- измерительном и тестовом оборудовании.
ли большинства известных типов. С одной стороны, это быс- АЦП MAX109 – 8-битный АЦП с частотой преобразования
тродействующие преобразователи невысокой разрядности. 2,2 ГГц – обладает высокими динамическими характеристиками
Уникальное место среди таких микросхем занимают, конечно в широком диапазоне частот. MAX109 выполнен по современной
же, MAX106, MAX104 и MAX108. Это 8-битные параллель- технологии SiGe и содержит на одном кристалле высококачест-
ные функционально законченные АЦП со встроенной схе- венный усилитель выборки-хранения, дискретизатор и демуль-
мой выборки-хранения и частотой дискретизации 600, 1000 типлексор 1,4. При оцифровке входной частоты 300 МГц с часто-
и 1500 Мвыб./с соответственно. С другой стороны, это интег- той преобразования 2,2 ГГц АЦП достигает рекордных значений
рирующие АЦП для цифровых мультиметров MAX130–MAX139 свободного от искажений динамического диапазона (SFDR) –
разрядностью 3,5- или 4,5-десятичных разряда и непосредс- 62 дБ и отношения сигнал-шум (SNR) – 45 дБ. Неравномерность
твенным управлением жидкокристаллическим или светодио- отношения сигнал-шум остается в пределах 1,6 дБ при часто-
дным индикатором. Но основное внимание компания уделя- те входного сигнала до 2 ГГц. АЦП MAX109 позволяет напрямую
23 ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2009ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОНИКИ
оцифровывать РЧ-сигналы, что исключает потребность в ИС для микросхему включены четыре дискретных аналоговых филь-
снижения частоты РЧ-сигнала. Данный АЦП оптимален для при- тра, четыре прецизионных АЦП с независимой выборкой ка-
менения в радарных, высококачественных контрольно-измери- налов и 12-битный управляющий ЦАП. И все это размеща-
тельных системах и приемниках широкополосной связи. ется в корпусе размером 6×6 мм.
Входной сигнал может быть дифференциальным или не- Свободный от искажений динамический диапазон (SFDR)
симметричным с диапазоном ±250 мВ. Результат преобразо- составляет 90 дБ, отношение сигнал/шум – 77 дБ (на
вания выводится в LVDS-формате и демультиплексируется с f = 100 кГц), скорость оцифровки – 400 тыс. преобр./с, когда
помощью демультиплексора 1:4. LVDS-выходы питаются от на- используется четыре канала, и 800 тыс. преобр./с, когда ис-
пряжения 3,0–3,6 В. Таким образом, АЦП совместимы с систе- пользуется два канала. К числу других возможностей MAX11043
мами, в которых только одно напряжение питания – 3 В. Име- относятся работа от встроенного (2,5 В) или внешнего ИОН
ются также входы управления чередованием работы несколь- (2,0–2,8 В) , экономичные режимы работы и наличие про-
ких MAX109, что повышает эффективность работы. граммируемого усилителя с возможностью установки коэф-
MAX109 выпускается в 256-выводном корпусе SBGA и рас- фициента усиления от 1 до 64. У этого усилителя предусмот-
считан на работу в температурном диапазоне от –40 до 85°C. рена функция эквалайзера, т.е. автоматического усиления
АЦП MAX1449 – быстродействующий 10-разрядный слабых высокочастотных сигналов.
АЦП со встроенным широкополосным устройством выборки- MАХ11043 работает в диапазоне напряжений питания от 3 до
хранения (УВХ) и источником опорного напряжения. Частота 3,6 В. Микросхема выпускается в 40-выводном TQFN-корпусе и
преобразования для MAX1449 составляет 105 Мвыб./с. работает в температурном диапазоне от -40 до 125°С.
Модель MAX1449, разработанная по схеме с полным диф- АЦП MAX1377/MAX1379/MAX1383 компания Maxim
ференциальным входом и с использованием принципа кон- Integrated Products представила в конце 2008 года. Это сдвоен-
вейерной обработки сигнала (pipeline architecture), позволя- ные 12-разрядные АЦП с синхронной выборкой и быстродейс-
ет проводить оцифровку сигнала с высокими скоростями при твием 1,25 Мвыб./с. Особенность ИС в том, что оба АЦП имеют
минимальной потребляемой мощности. независимый последовательный интерфейс SPI для связи со схе-
Области применения MAX1449: ультразвуковая визуализа- мой управления, что дает возможность при максимальной часто-
ция; обработка сигнала изображения ПЗС; дискретизация сиг- те выборки снизить рабочую частоту интерфейса SPI до 20 МГц.
налов ПЧ; цифровые телеприставки, приложения с дискретиза- Кроме того, можно совместить два потока данных в одном порту
цией видеосигналов. SPI, если снизить частоту выборки или повысить частоту SPI до
Параметры АЦП MAX1449 40 МГц. Гибкость такой архитектуры позволяет выбирать в качес-
Напряжение питания...................................от 2,7 до 3,6 В тве устройства управления микроконтроллеры или сигнальные
Потребляемая мощность...........................186 мВт
Ток потребления..........................................62 мА (5 мкА в режиме ожидания) процессоры. Дополнительную гибкость системе придает воз-
Полоса входного сигнала...........................400 МГц (-3 дБ) можность конфигурации входов ИС в виде четырех несимметрич-
Источник опорного напряжения................2,048 В
Параллельный КМОП-выход.......................три уровня ных или двух дифференциальных каналов. В результате для раз-
Отношение сигнал/шум (SNR) составляет 58,5 дБ при час- личных приложений можно применять одну платформу на базе
тоте 20 МГц, динамический диапазон без искажений (SFDR) – MAX1377, MAX1379, MAX1383. Возможность конфигурирования
72 дБ при частоте 20 МГц. Имеется встроенный прецизионный позволяет сократить номенклатуру используемых компонентов и
ИОН – 2,048 В. сократить время выхода разработки на рынок.
MAX1449 выпускается в корпусе 32-TQFP (32 вывода), га- Отличные характеристики АЦП по переменному току (со-
баритные размеры 5×5 мм. Интервал рабочих температур отношение SINAD равно 71 дБ), гарантированная высокая точ-
составляет -40–85°С. ность преобразования (интегральная нелинейность ±1,25 млад-
Существуют полностью совместимые по выводам модели, шего значащего разряда и дифференциальная нелинейность ±1
рассчитанные на работу с меньшими скоростями. Например, ско- младшего значащего разряда), а также быстрота и одновремен-
рости преобразования для более дешевых моделей MAX1444, ность выборки делает эти микросхемы подходящими для сис-
MAX1446, MAX1448 соответственно равны 40, 60 и 80 М/с. тем управления электродвигателями, вращающихся координа-
АЦП MAX11043 – высокоинтегрированный счетверенный тографов, преобразователей синфазно-квадратурного сигнала.
16-разрядный АЦП с независимой выборкой каналов, предна- MAX1377/MAX1379/MAX1383 выпускаются в 20-выводных
значенный для датчиков, был представлен в конце 2008 года. корпусах TQFN размером 5×5 мм и работают в расширенном
Схема разработана для использования в радарных сис- температурном диапазоне от -40 до 125°С.
темах непрерывного излучения с линейной частотной В конце 2008 года компания Maxim представила АЦП
модуляцией. Микросхема обрабатывает и оцифровывает MAX19515, MAX19516, MAX19517. Это совместимое по вы-
сигналы ПЧ от входных каскадов радаров (24 или 77 ГГц) для водам семейство двухканальных, 10-битных АЦП с быстродейс-
их дальнейшей обработки DSP или микропроцессором. В твием 65/100/130 Mвыб./с.
ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2009 24Эти микросхемы отличаются низким потреблением энергии. аналогового напряжения, который дает возможность пользова-
MAX19515 потребляет 43 мВт, MAX19516 – 57 мВт, а MAX19517 – телям запитать микросхему от 1,8; 2,5 или 3,3 В аналоговых ис-
75 мВт мощности на канал от источника питания аналоговой точников без использования внешнего стабилизатора.
части. Микросхемы АЦП имеют отношение сигнал/шум 60 дБ Встроенные выходные согласующие КМОП-резисторы
(относительно всего диапазона) и величину SFDR 85 дБ на час- дают возможность пользователям программировать выход-
тоте 70 МГц. Семейство микросхем АЦП предназначено для эко- ное КМОП-сопротивление, что позволяет исключить внешний
номичной, портативной аппаратуры, например систем ультра- демпфирующий резистор. MAX19505/MAX19506/ MAX19507
звукового и медицинского зондирования, портативных измери- являются функциональными и конструктивными аналогами
тельных приборов и экономичных систем сбора данных. Дан- 10-битных АЦП MAX19515/MAX19516/MAX19517, что делает
ный ряд микросхем разработан для создания систем, имеющих применение микросхем более гибким.
ограничения по габаритам, с тем чтобы свести к минимуму ко- Микросхемы выпускаются в 48-выводном TQFN корпусе
личество необходимых внешних компонентов. АЦП работает от размером 7×7 мм и работают в температурном диапазоне от
источника питания аналоговой части 1,8; 2,5 или 3,3 В. -40 до 85°С.
Встроенные выходные КМОП-резисторы дают возможность В начале февраля 2009 года компания Maxim представила
пользователю программировать сопротивление КМОП-выхода, АЦП MAX1329 – экономичную систему сбора данных со встро-
что позволяет обойтись без внешних демпфирующих резисто- енным прецизионным блоком преобразования данных для обра-
ров. MAX19515/MAX19516/MAX19517 выпускаются в 48-выводном ботки сигнала с датчика, а также схему его питания. MAX1329 –
TQFN-корпусе размером 7×7 мм и предназначены для работы в это 16-разрядная система сбора данных со встроенной схемой
расширенном температурном диапазоне от -40 до 85°C. подключения датчиков и микроконтроллеров.
АЦП MAX104 – быстродействующий, 8-разрядный, парал- Особенностью ИС является наличие 12-/16-разрядного АЦП,
лельный, функционально законченный АЦП со встроенным ши- сдвоенного 12-разрядного высокочувствительного ЦАП, а так-
рокополосным устройством выборки-хранения (УВХ). Частота же источника опорного напряжения. АЦП в режиме 12-разрядной
преобразования для MAX104 составляет 1 Гвыб./с. работы имеет частоту дискретизации 300 кГц, что позволяет
Эта интегральная схема разработана с использованием так оцифровывать кратковременные быстро затухающие сигналы,
называемой параллельной (или флеш-) архитектуры. Встроен- например показатели измерителя уровня сахара в крови. Чтобы
ный малошумящий широкополосный усилитель с УВХ позволя- повысить точность и устранить влияние внутренней погрешнос-
ет обрабатывать входной сигнал с частотой до 2,2 ГГц. Значе- ти измерений, используется цифровая обработка, позволяющая
ния отношения сигнал/шум на частотах 1000, 500 и 125 МГц для увеличить разрядность преобразования с имеющихся 12 до 16
дифференциального входного сигнала составляют соответс- разрядов. Интегрированные 12-разрядные ЦАП демонстрируют
твенно 46,4; 47,0 и 47,4 дБ. высокую точность, быстрое установление результата (10 мкс) и ис-
Номинальное значение напряжения питания составляет 5 В, пользуются для управления датчиками. Подобная функция обес-
однако схема сохраняет работоспособность и при снижении печивает достаточно простое подключение недорогого микрокон-
напряжения питания до 3 В. MAX104 выпускается в корпусе троллера и позволяет создавать законченную высокопроизводи-
192-ESBGA (192 вывода) размером 25×25 мм с шариковыми вы- тельную систему сбора данных с питанием от аккумуляторов.
водами на нижней поверхности. АЦП, ЦАП, источник опорного напряжения и аналоговые
В начале февраля 2009 года появилось сообщение, что компа- блоки интегрированы в корпусе MAX1329, что делает ИС иде-
ния Maxim представила MAX19505/MAX19506/MAX19507 – альной для применения в портативных системах. Аналоговые
ряд совместимых по выводам двухканальных 8-битных АЦП с блоки включают: операционные усилители, входной мульти-
быстродействием 65/100/130 Mвыб/с. плексор 16:1, усилитель с программируемым коэффициентом
Микросхемы отличаются низким потреблением энергии – усиления, два ключа с низким падением напряжения в канале
43 мВт (MAX19505), 57 мВт (MAX19506) и 74 мВт (MAX19507) на (однополюсный переключатель на два направления SPDT и од-
канал от источника питания аналоговой части. Кроме того, АЦП нополюсный переключатель SPST).
имеют близкий к идеальному 8-битный динамический диапа- Высокая степень интеграции данной ИС упрощает проек-
зон: полную шкалу SNR – 49,8 дБ и SFDR – 69 дБ на частоте тирование, позволяет уменьшить габариты и дает свободу при
70 МГц. MAX19505/MAX19506/MAX19507 хорошо подходят для выборе микроконтроллера. MAX1329 оптимизирована для при-
экономичных, портативных приложений, таких как ультразвуко- менения в системах с питанием от аккумуляторов. Она исполь-
вое и медицинское оборудование, портативные измерительные зует источник номиналом от 1,8 до 3,6 В для питания цифровой
приборы и экономичные системы сбора данных. Создан- части и источник номиналом от 2,7 до 5,5 В для питания ана-
ные для аппаратуры с ограниченными габаритами, интеграль- логовой части. Кроме того, встроенный повышающий преобра-
ные микросхемы минимизируют число необходимых внешних зователь позволяет применять номинал 5 В, 25 мА для питания
компонентов. Они содержат саморегулируемый стабилизатор дополнительных внешних устройств.
25 ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2009ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОНИКИ
ИС потребляет 3,75 мА в активном режиме и 0,5 мкА в Современные микросхемы ЦАП производятся с токовым
"спящем" режиме. MAX1329 выпускается в 40-выводных кор- выходом (без встроенного масштабирующего операционно-
пусах TQFN размером 6×6 мм и работает в температурном го усилителя) и с выходом по напряжению (со встроенным
диапазоне от -40 до 85°С. выходным операционным усилителем). Кроме того, в случае,
если микросхема в одном корпусе содержит несколько ЦАП,
Цифроаналоговые преобразователи часть из них может иметь токовый выход, а часть – выход по
Напомним, что цифро-аналоговым преобразователем (Digital- напряжению. Выходы по напряжению могут быть различной
Analog Converters) называется узел или микросхема, предна- нагрузочной способности.
значенные для преобразования входного цифрового кода в Микросхемы ЦАП могут иметь одно или несколько раз-
выходной аналоговый ток или напряжение. Микросхемы циф- личных напряжений питания. Очевидно, что чем меньше
роаналоговых преобразователей выпускают несколько фирм. источников питания использует микросхема ЦАП, тем она
Однако безусловным лидером как по разнообразию типов, удобнее. Важно только, чтобы применение одного напряже-
так и по объемам продаж ЦАП является компания Maxim. ния питания не снижало другие параметры микросхем ЦАП,
Сегодня она выпускает 181 тип микросхем ЦАП. например, линейность.
Прежде чем перейти к ассортименту выпускаемых мик- ЦАП MAX19692 – 12-битный цифроаналоговый преоб-
росхем, отметим, что наиболее важные параметры ЦАП – разователь с быстродействием 2,3 Гвыб./с осуществляет пря-
это разрядность, тип интерфейса, быстродействие, тип кор- мой синтез высокочастотных и широкополосных сигналов в
пуса, характеристики питания и тип выхода (по току или по различных зонах Найквиста.
напряжению). MAX19692 может напрямую синтезировать сигналы с ши-
Разрядность ЦАП определяет точность преобразования. риной спектра до 1 ГГц в частотном диапазоне от постоянного
В настоящее время выпускаются микросхемы с разряднос- тока и до 2 ГГц. Микросхема имеет превосходные динамичес-
тью от 4 до 24 двоичных разрядов и выше. Наиболее часто ис- кие характеристики: динамический диапазон без искажений
пользуются ЦАП с разрядностью от 8 до 12 разрядов. (SFDR) – 68 дБ при выходной частоте 1200 МГц (3-я зона Най-
По типам входного интерфейса микросхемы ЦАП под- квиста). Это на 14 дБ лучше параметра SFDR у других кон-
разделяются на микросхемы с параллельным и последова- курентов, работающих на этой высокой выходной частоте.
тельным интерфейсом. Микросхемы с параллельным интер- MAX19692 работает от источников питания 3,3 и 1,8 В. Имеет
фейсом, в свою очередь, подразделяются на микросхемы с мультиплексные LVDS-входы.
байтовым интерфейсом и микросхемы с интерфейсом боль- При частоте преобразования 1,5 Гвыб./с MAX19692 потреб-
шей разрядности. Микросхемы с байтовым интерфейсом оп- ляет всего 950 мВт мощности – на 67% меньше, чем ближай-
тимизированы для применения в системах с 8-битными мик- ший конкурент. Эта микросхема работает в промышленном
роконтроллерами. Микросхемы с параллельным интерфейсом температурном диапазоне от -40 до 5°С и выпускается в ком-
больше байта могут использоваться совместно с 16-битными пактном 169-выводном CSBGA корпусе размером 11×11 мм.
микропроцессорами и в других изделиях. "Упрочив свое лидерство в технологии преобразования дан-
Микросхемы с последовательным интерфейсом также ных, Maxim разработал новую высокоскоростную архитектуру
подразделяются на несколько групп в зависимости от типа ЦАП, которая расширяет границы доступных параметров ЦАП
интерфейса: SPI, I2C (SMBus), 1-Wire и т. д. Очевидно, что в части скорости обновления данных, динамических парамет-
последовательный интерфейс значительно замедляет вре- ров и возможности работы в различных зонах Найквиста. Эти
мя записи данных и снижает общую производительность. улучшения параметров достигнуты при впечатляющем сниже-
Однако использование трех-четырех выводов для организа- нии потребления энергии", – так отзывается об этой схеме Тед
ции последовательного интерфейса вместо восьми или бо- Тьюксбери (Ted Tewksbury), директор по маркетингу отделения
лее выводов в случае с параллельным интерфейсом позво- высокоскоростной обработки данных компании Mахiм.
ляет использовать корпус с меньшим числом выводов, что, Высокие параметры MAX19692 делают его применение
в свою очередь, значительно снижает стоимость микросхем, предпочтительным в высококачественном широкополосном
площадь, сложность и стоимость печатных плат и повышает коммуникационном оборудовании. Примером могут служить
надежность изделия за счет меньшего количества паек. формирование сигнала радара и синтез сигнала гетероди-
Быстродействие цифроаналогового преобразователя так- на (LO), прямая цифровая генерация широкополосного ВЧ-
же важно. По быстродействию современные ЦАП можно ус- сигнала, радиомодемы с очень высокой пропускной способ-
ловно разделить на три группы: низкого быстродействия – до ностью, прямой цифровой синтез, автоматическое тестовое
100 квыб./с, среднего быстродействия – от 100 до 500 квыб./с, оборудование и генераторы шумовых сигналов.
высокого быстродействия – более 500 квыб./с. Наиболее час- ЦАП MAX5232/MAX5233 – микромощные, двухка-
то используются ЦАП низкого или среднего быстродействия. нальные, 10-разрядные цифроаналоговые преобразовате-
ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2009 26ли. Имеют встроенный источник опорного напряжения с пре- выпускаются в компактном 68-выводном QFN-EP корпусе.
цизионной нестабильностью 10 ppm/°C и прецизионные вы- В конце 2008 года компания Maxim выпустила микросхе-
ходные усилители. ИС MAX5233 питается от однополярного мы ЦАП с токовым выходом для управления блоками питания
источника напряжением 5 В со встроенным источником опор- DS4422 и DS4424. Это недорогие двух- и четырехканаль-
ного напряжения 2,465 В и имеет полномасштабный выход- ные ЦАП с выходным втекающим/вытекающим током. Они
ной диапазон 4092 В. ИС MAX5232 питается от однополярного имеют два или четыре выходных канала, которые специаль-
источника напряжением 3 В со встроенным источником опор- но разработаны для регулировки блоков питания. Каждый вы-
ного напряжения 1,234 В и имеет полномасштабный выход- ходной канал микросхемы обеспечивает управление DC/DC-
ной диапазон 2,046 В. ИС MAX5233 потребляет ток 470 мкА, источником питания путем подачи или отбора тока прямо из
тогда как MAX5230 – 420 мкА. Обе ИС имеют как программно, цепей обратной связи источника питания. Такой способ уп-
так и аппаратно управляемый режим отключения (shutdown) со равления позволяет перенастроить имеющиеся конструкции
сниженным уровнем энергопотребления 2 мкА. источников питания при минимальном изменении их конс-
ИС MAX5232/MAX5233 включает 13,5-МГц, 3-провод- трукции, делая тем самым DS4422 и DS4424 идеально подхо-
ной последовательный интерфейс, совместимый с SPI/QSPI/ дящими для серверов, карт видеообработки и других прило-
MICROWIRE. Дополнительный выход данных (DOUT) предна- жений с DC/DC-источниками питания.
значен для последовательного соединения и опроса цепоч- При включении DS4422 и DS4424 имеют нейтральный вы-
ки устройств и для режима обратного чтения. У каждого ЦАП ходной сигнал (или нулевой ток) для снижения нагрузок на сис-
имеется цифровой вход с двойной буферизацией. тему при запуске и дают возможность резисторам обратной
ИС MAX5232/MAX5233 предназначены для эксплуатации в связи источника питания выполнять свою обычную роль. Для
расширенном диапазоне рабочих температур от -40 до 85°С получения максимальной универсальности эти ЦАП использу-
и выпускаются в 16-выводном QSOP-корпусах. ют внешний резистор для задания максимального тока полной
ЦАП MAX5873-MAX5878, MAX5893-MAX5895 и шкалы для каждого выхода, от 50 до 200 мкА, с точностью ±6%.
MAX5898 обеспечивают высокие динамическое парамет- После чегопо шине I2C выходные токи могут быть линейно уста-
ры до частоты Найквиста, высокое усиление и балансиров- новлены на любую из 127 ступеней вытекающего и 127 ступе-
ку смещения. Высококачественные ЦАП оптимизированы для ней втекающего тока от максимального уровня. Два входа зада-
архитектуры передачи несущей частоты с аналоговым квад- ния адреса позволяют, по одной I2C-шине, управлять четырьмя
ратурным смесителем и фазированной антенной решеткой, и менее микросхемами, или до 16 источниками питания.
применяемыми в различных передающих системах. DS4422 и DS4424 выпускаются в 14-выводном TDFN-кор-
ЦАП MAX5873 (12 бит), MAX5874 (14 бит) и MAX5875 (16 бит) пусе размером 3x3 мм, работают в полном расширенном тем-
имеют КМОП- входы и частоту обновления 200 Мвыб./с. ЦАП пературном диапазоне от -40 до 85°C.
MAX5876 (12 бит), MAX5877 (14 бит) и MAX5878 (16 бит) име- Каждый выходной канал микросхемы обеспечивает уп-
ют частоту обновления 250 Мвыб./с и LVDS-входы. равление DC/DC-источником питания путем подачи или от-
Микросхемы MAX5893 (12 бит), MAX5894 (14 бит), бора тока прямо из цепей обратной связи источника питания.
MAX5895 и MAX5898 (16 бит) имеют и КМОП- и LVDS-входы, Такой способ управления позволяет перенастроить имеющи-
частоту обновления 500 Мвыб./с. еся конструкции источников питания при минимальном изме-
Другие параметры ЦАП тоже высокие. При частоте обнов- нении их конструкции. Таким образом, DS4422 и DS4424 иде-
ления 200 Мвыб./с 12-битный МАХ5873 обеспечивает динами- ально подходят для серверов, карт видеообработки и других
ческий диапазон без искажений (SFDR) 78 дБ при выходной приложений с DC/DC-источниками питания.
частоте 16 МГц, потребляя при этом всего 225 мВт.
МАХ5873 имеет входную КМОП-шину данных, которая мо-
жет быть сконфигурирована как двойной порт данных или как
единый разделяемый порт данных.
Частота преобразования 16-битного МАХ5873 –
250 Мвыб./с. Общий разделяемый LVDS-порт данных работа-
ет на частоте 500 МГц для поддержки двух каналов ЦАП.
При частоте преобразования 500 Мвыб./с 16-битный
МАХ5895 обеспечивает динамический диапазон без искаже-
ний (SFDR) 92 дБ при выходной частоте 10 МГц. Потребление
ЦАП при этом составляет 1,1 Вт.
Все эти ЦАП предназначены для работы в расширенном
промышленном температурном диапазоне от -40 до 85°C и
27 ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес 1/2009Вы также можете почитать
