MX7225/MX7226：CMOS 四通道 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器深度解析

一、產(chǎn)品概述

MX7225 和 MX7226 是 Maxim 公司推出的 CMOS 四通道 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器。這兩款轉(zhuǎn)換器擁有四個(gè)匹配的電壓輸出 DAC，采用“倒置”的 R - 2R 梯形網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)?8 位數(shù)字字轉(zhuǎn)換為與所施加參考電壓成比例的等效模擬輸出電壓。MX7225 中的每個(gè) DAC 都有獨(dú)立的參考輸入，而 MX7226 則將所有參考輸入連接在一起。

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二、絕對(duì)最大額定值

VREF 到 AGND 的電壓范圍為 -0.3V 至 +24V，這是在設(shè)計(jì)和使用過程中需要嚴(yán)格遵守的參數(shù)，超出這個(gè)范圍可能會(huì)對(duì)器件造成損壞。那么在實(shí)際應(yīng)用中，如何確保 VREF 處于安全范圍內(nèi)呢？這就需要我們?cè)?a target="_blank">電路設(shè)計(jì)時(shí)合理選擇電源和參考電壓源。

三、電氣特性

（一）雙電源規(guī)格

在雙電源條件下（(V{DD}= +11.4V) 至 +16.5V，(V{SS}=-5V pm 10%)，AGND = DGND = 0V，(V{REF}= +2V) 至 ((V{DD}-4V))），各項(xiàng)參數(shù)表現(xiàn)如下：

1. 總未調(diào)整誤差：以 (V{DD}= +15V pm 5%)，(V{REF}= +10V) 為例，MX7225LN/CQ/UQ 有相應(yīng)的指標(biāo)要求。不同的器件在總未調(diào)整誤差方面可能存在差異，這在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。
2. 相對(duì)精度：MX7225LN/CO/UQ 以及其他器件都有各自的相對(duì)精度指標(biāo)。
3. 差分非線性：保證單調(diào)特性，MX7225LN/CO/UQ、MX7225KN/BQ/TO 以及其他器件有不同的差分非線性指標(biāo)。
4. 滿量程溫度系數(shù)：當(dāng) (V_{REF}= +10V) 時(shí)，滿量程溫度系數(shù)為 ±5 ppm/°C，這意味著在溫度變化時(shí)，輸出會(huì)有一定的漂移，在對(duì)溫度穩(wěn)定性要求較高的場合需要考慮這一因素。
5. 零碼誤差：不同器件在不同溫度條件下有不同的零碼誤差指標(biāo)，例如 MX7225LN/CO/UQ 在 (T_{A}= +25^{circ}C) 以及在整個(gè)溫度范圍內(nèi)有不同的誤差值。
6. 參考輸入電壓范圍：參考輸入電壓范圍為 2V 至 (V_{DD}-4V)，這為設(shè)計(jì)提供了一定的靈活性。同時(shí)，MX7226 的參考輸入電阻和電容也有相應(yīng)的數(shù)值。

（二）單電源規(guī)格

在單電源條件下（(V{DD}= +15V pm 5%)，(V{SS}=AGND=DGND=0V)，(V_{REF}= +10V)）：

1. 分辨率：分辨率為 8 位，這決定了轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)的最小輸出變化。
2. 總未調(diào)整誤差：MX7225LN/CQ/UQ 以及其他器件的總未調(diào)整誤差指標(biāo)不同。
3. 參考輸入：參考輸入電壓范圍為 2V，MX7226 的參考輸入電阻和電容也有特定值。
4. 交流饋通：在特定條件下有相應(yīng)的交流饋通指標(biāo)。
5. 數(shù)字輸入：所有規(guī)格與雙電源操作相同，同時(shí)對(duì)于指定性能，VOD 范圍為 +14.25V 至 +15.75V，不同器件的正電源電流也有不同的數(shù)值。

四、開關(guān)特性

開關(guān)特性與雙電源操作相同，這在設(shè)計(jì)時(shí)可以減少額外的考慮因素，提高設(shè)計(jì)的通用性。

五、詳細(xì)描述

（一）VREF 輸入

VREF 輸入電壓設(shè)定了 DAC 的滿量程輸出。VREF 輸入的阻抗和電容都與輸入代碼有關(guān)。輸入代碼為 01010101 時(shí)，MX7225 的輸入阻抗約為 11k，MX7226 約為 2k；輸入代碼為 00000000 時(shí)，輸入阻抗最大為無窮大。為了保持輸出線性，MX7225 的參考源輸出阻抗不得超過 20Ω，MX7226 不得超過 4Ω。那么在實(shí)際電路中，如何選擇合適的參考源來滿足這一要求呢？這需要我們對(duì)參考源的特性有深入的了解。

（二）輸出表達(dá)式

輸出電壓 (V{OUT}) 可以用公式 (V{OUT }=N{B} × V{REF } / 256) 表示，其中 (N_{B}) 是 DAC 二進(jìn)制輸入代碼的數(shù)值。通過這個(gè)公式，我們可以根據(jù)輸入代碼和參考電壓計(jì)算出輸出電壓。

（三）輸出緩沖放大器

MX7225/26 的電壓輸出都由精密單位增益跟隨器內(nèi)部緩沖，其壓擺率大于 3V/μs。在驅(qū)動(dòng) 2k 電阻與 100pF 電容并聯(lián)負(fù)載，且進(jìn)行滿量程轉(zhuǎn)換（0V 至 +10V 或 +10V 至 0V）時(shí)，輸出在小于 4μs 內(nèi)穩(wěn)定到 ±1/2LSB。這表明該器件在動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性能方面表現(xiàn)良好。

綜上所述，MX7225 和 MX7226 在性能上有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢，電子工程師在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求，綜合考慮各項(xiàng)參數(shù)，合理選擇和使用這兩款 D/A 轉(zhuǎn)換器。你在使用這類 D/A 轉(zhuǎn)換器時(shí)，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。