双通道、10位nanoDAC，
内置2 ppm/°C基准电压源和I2C接口
AD5338R
功能框图
产品特性
VLOGIC
应用
光收发器
基站功率放大器
过程控制(可编程逻辑控制器[PLC] I/O卡)
工业自动化
数据采集系统
AD5338R
2.5V
REFERENCE
SCL
SDA
A1
INTERFACE LOGIC
偏置误差：±1.5 mV(最大值)
增益误差：±0.1% FSR(最大值)
高驱动能力：20 mA，0.5 V(供电轨)
用户可选增益：1或2(GAIN引脚)
复位到零电平或中间电平(RSTSEL引脚)
1.8 V逻辑兼容
低毛刺：0.5 nV-sec
400 kHz I2C兼容型串行接口
鲁棒的HBM(额定值为3.5 kV)和FICDM ESD(额定值为1.5 kV)
性能
低功耗：3.3 mW (3 V)
2.7 V至5.5 V电源
温度范围：−40°C至+105°C
VREF
GND
INPUT
REGISTER
DAC
REGISTER
STRING
DAC A
VOUTA
BUFFER
INPUT
REGISTER
DAC
REGISTER
STRING
DAC B
VOUTB
BUFFER
A0
LDAC RESET
POWER-ON
RESET
GAIN =
×1/×2
RSTSEL
GAIN
POWERDOWN
LOGIC
图1.
表1. 相关器件
接口
SPI
I2 C
1
基准电压源
内部
外部
内部
外部
12位
AD5687R
AD5687
AD5697R
10位
AD5313R1
AD53131
AD5338R1
AD53381
AD5338R和AD5338引脚不兼容、软件不兼容。AD5313R和AD5313引脚
不兼容、软件不兼容。
概述
AD5338R属于nanoDAC®系列，是一款低功耗、双通道、
产品特色
10位缓冲电压输出数模转换器(DAC)。该器件内置2.5 V、
1. 精确直流性能。
2 ppm/˚C内部基准电压源(默认使能)和增益选择引脚，满量
总不可调整误差(TUE)：±0.1% FSR(最大值)
程输出为2.5 V(增益=1)或5 V(增益=2)。它采用2.7 V至5.5 V
偏置误差：±1.5 mV(最大值)
单电源供电，通过设计保证单调性，并具有小于0.1% FSR的
增益误差：±0.1% FSR(最大值)
增益误差和1.5 mV的偏置误差性能。该器件提供3 mm × 3 mm
2. 低漂移2.5 V片内基准电压源。
LFCSP和TSSOP封装。
典型温度系数为2 ppm/°C
AD5338R还内置一个上电复位电路和一个RSTSEL引脚，确
最大温度系数为5 ppm/°C
保DAC输出上电至零电平或中间电平，直到执行一次有效
的写操作为止。它具有各通道独立掉电特性，在掉电模式
下，器件在3 V时的功耗降至4 µA。
3. 两种封装选择。
3 mm × 3 mm、16引脚LFCSP
16引脚TSSOP
AD5338R采用多功能双线式串行接口，时钟速率最高达
400 kHz，包含一个为1.8 V/3 V/5 V逻辑电平准备的VLOGIC引脚。
Rev. 0
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的最新英文版数据手册。
11252-001
低漂移2.5 V基准电压源：2 ppm/°C(典型值)
小型封装：3 mm × 3 mm、16引脚LFCSP
总不可调整误差(TUE)：±0.1% FSR(最大值)
VDD
AD5338R
目录
产品特性 .............................................................................................1
串行操作..................................................................................... 19
应用......................................................................................................1
写操作 ......................................................................................... 19
功能框图 .............................................................................................1
读操作 ......................................................................................... 20
概述......................................................................................................1
多DAC回读序列 ....................................................................... 20
产品特色 .............................................................................................1
掉电工作模式 ............................................................................ 21
修订历史 .............................................................................................2
加载DAC(硬件LDAC引脚) .................................................... 22
技术规格 .............................................................................................3
LDAC 屏蔽寄存器.................................................................... 22
交流特性........................................................................................5
硬件复位(RESET) ..................................................................... 23
时序特性........................................................................................6
复位选择引脚(RSTSEL) .......................................................... 23
绝对最大额定值................................................................................7
内部基准电压源设置............................................................... 23
ESD警告.........................................................................................7
回流焊 ......................................................................................... 23
引脚配置和功能描述 .......................................................................8
长期温度漂移 ............................................................................ 23
典型性能参数 ....................................................................................9
热滞 ............................................................................................. 24
术语................................................................................................... 15
应用信息 .......................................................................................... 25
工作原理 .......................................................................................... 17
微处理器接口 ............................................................................ 25
数模转换器 ................................................................................ 17
AD5338R与ADSP-BF531接口 ................................................ 25
传递函数..................................................................................... 17
布局布线指南 ............................................................................ 25
DAC架构 .................................................................................... 17
电流隔离接口 ............................................................................ 25
串行接口..................................................................................... 18
外形尺寸 .......................................................................................... 26
写命令和更新命令 ................................................................... 18
订购指南..................................................................................... 26
修订历史
2013年2月—修订版0：初始版
Rev. 0 | Page 2 of 28
AD5338R
技术规格
除非另有说明，VDD = 2.7 V至5.5 V；1.8 V ≤ VLOGIC ≤ 5.5 V；所有规格均相对于TMIN至TMAX而言。RL = 2 kΩ；CL = 200 pF。
表2.
参数
静态性能1
分辨率
相对精度
差分非线性
零代码误差
偏置误差
满量程误差
增益误差
总不可调整误差
最小值
10
阻性负载3
负载调整率
短路电流4
供电轨上的负载阻抗5
上电时间
基准输出
输出电压6
基准电压源温度系数7, 8
输出阻抗2
输出电压噪声2
输出电压噪声密度2
负载调整率(源电流)2
负载调整率(吸电流)2
输出电流负载能力2
电压调整率2
长期稳定性/漂移2
热滞2
逻辑输入2
输入电流
输入低电压VINL
输入高电压VINH
引脚电容
测试条件/注释
±1
±1
0.15
±2
±3
±2
µV
µV/mA
µV
单通道、满量程输出变化引起
负载电流变化引起
(各通道)掉电引起
增益 = 1
增益 = 2；参见图26
RL = ∞
RL = 1 kΩ
80
V
V
nF
nF
kΩ
µV/mA
80
µV/mA
40
25
2.5
mA
Ω
µs
0.4
+0.1
+0.01
±0.02
±0.01
0
0
±0.5
±0.5
1.5
±1.5
±0.1
±0.1
±0.1
±0.2
VREF
2 × VREF
2
10
容性负载稳定性
单位
位
LSB
LSB
mV
mV
% of FSR
% of FSR
% of FSR
% of FSR
µV/°C
ppm
mV/V
±0.12
偏置误差漂移2
增益温度系数2
直流电源抑制比2
直流串扰2
输出特性2
输出电压范围
典型值 最大值
1
2.4975
2
0.04
12
240
20
40
±5
100
12
125
25
2.5025
5
±2
0.3 × VLOGIC
0.7 × VLOGIC
2
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通过设计保证单调性
DAC寄存器载入全0
DAC寄存器载入全1
外部基准电压源；增益 = 2；TSSOP
内部基准电压源；增益 = 1；TSSOP
用FSR/°C表示
DAC代码 = 中间电平；VDD = 5 V ± 10%
5 V ± 10%，DAC代码 = 中间电平；
−30 mA ≤ IOUT ≤ +30 mA
3 V ± 10%，DAC代码 = 中间电平；
−20 mA ≤ IOUT ≤ +20 mA
参见图26
退出掉电模式；VDD = 5 V
V
ppm/°C
Ω
µV p-p
nV/√Hz
µV/mA
µV/mA
mA
µV/V
ppm
ppm
ppm
环境温度
参见“术语”部分
µA
V
V
pF
每引脚
0.1 Hz至10 Hz
环境温度下；f = 10 kHz，CL = 10 nF
环境温度
环境温度
VDD ≥ 3 V
环境温度
处于125°C下1000小时后
第一个周期
其它周期
AD5338R
参数
逻辑输出(SDA) 2
输出低电压VOL
悬空态输出电容
电源要求
VLOGIC
ILOGIC
VDD
IDD
正常模式9
全掉电模式10
最小值
典型值 最大值
单位
测试条件/注释
0.4
V
pF
ISINK = 3 mA
5.5
3
5.5
5.5
V
µA
V
V
0.7
1.3
4
6
mA
mA
µA
µA
4
1.8
2.7
VREF + 1.5
0.59
1.1
1
增益 = 1
增益 = 2
VIH = VDD, VIL = GND, VDD = 2.7 V至5.5 V
内部基准电压源关闭
内部基准电压源开启，满量程
−40°C至+85°C
−40°C至+105°C
除非另有说明，直流规格均在输出端无负载的情况下测得。上行死区(10 mV)仅存在于VREF = VDD且增益 = 1时或VREF/2 = VDD且增益 = 2时。线性度计算使用缩减
的代码范围：4至1020。
2
通过设计和特性保证，但未经生产测试。
3
通道A的输出电流最高可达30 mA。类似地，在结温高达100°C下，通道B的输出电流最高可达30 mA。
4
VDD = 5 V。器件包含限流功能，旨在保护器件免受暂时性过载条件影响。限流期间可能会超过结温。在规定的最大结温以上工作可能会影响器件的可靠性。
5
从任一供电轨吸取负载电流时，相对于该供电轨的输出电压裕量受输出器件的25 Ω典型通道电阻限制。例如，当吸电流为1 mA时，最小输出电压 = 25 Ω × 1 mA
= 25 mV(见图26)。
6
初始精度预焊回流为±750 µV；输出电压包括预调理漂移的影响。参见“内部基准电压源设置”部分。
7
基准电压源在两个温度上进行调整和测试，且表征温度范围为−40°C至+105°C。
8
基准电压源温度系数采用黑盒法计算。详情见“术语”部分。
9
接口未启用。两个DAC启用。DAC输出端无负载。
10
两个DAC掉电。
1
Rev. 0 | Page 4 of 28
AD5338R
交流特性
除非另有说明，VDD = 2.7 V至5.5 V；RL = 2 kΩ至GND；CL = 200 pF至GND；1.8 V ≤ VLOGIC ≤ 5.5 V；所有规格均相对于TMIN至
TMAX而言。通过设计和特性保证，未经生产测试。
表3.
参数1
输出电压建立时间
压摆率
数模转换毛刺脉冲
数字馈通
数字串扰
模拟串扰
DAC间串扰
总谐波失真(THD)3
输出噪声频谱密度
输出噪声
信噪比(SNR)
无杂散动态范围(SFDR)
信纳比(SINAD)
最小值 典型值 最大值
5
7
0.8
0.5
0.13
0.1
0.2
0.3
−80
300
6
90
83
80
单位
µs
V/µs
nV-sec
nV-sec
nV-sec
nV-sec
nV-sec
dB
nV/√Hz
µV p-p
dB
dB
dB
1
参见术语部分。
温度范围：−40°C至+105°C，典型值在25°C。
3
以数字方式生成频率为1 kHz的正弦波。
2
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测试条件/备注2
¼到¾量程建立到±2 LSB
主进位1 LSB变化
环境温度下；带宽 = 20 kHz，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHz
DAC代码 = 中间电平，10 kHz；增益 = 2
0.1 Hz至10 Hz
环境温度下；带宽 = 20 kHz，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHz
环境温度下；带宽 = 20 kHz，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHz
环境温度下；带宽 = 20 kHz，VDD = 5 V，fOUT = 1 kHz
AD5338R
时序特性
除非另有说明，VDD = 2.5 V至5.5 V；1.8 V ≤ VLOGIC ≤ 5.5 V；所有规格均相对于TMIN至TMAX而言。参见图2。
表4.
参数1
t1
t2
t3
t4
t5
t6 2
t7
t8
t9
t10
t11
t12
t13
C B3
最小值
2.5
0.6
1.3
0.6
100
0
0.6
0.6
1.3
0
20 + 0.1CB 3
20
400
最大值
单位
µs
µs
µs
µs
ns
µs
µs
µs
µs
ns
ns
ns
ns
pF
0.9
300
300
400
测试条件/注释
SCL周期时间
SCL高电平时间tHIGH
SCL低电平时间tLOW
起始/重复起始条件保持时间tHD,STA
数据建立时间tSU,DAT
数据保持时间tHD,DAT
重复起始建立时间tSU,STA
停止条件建立时间tSU,STO
一个停止条件与一个起始条件之间的总线空闲时间tBUF
接收时SCL和SDA的上升时间tR
发送/接收时SDA和SCL的下降时间tF
LDAC 脉冲宽度
SCL上升沿到LDAC上升沿
各条总线的容性负载
1
通过设计和特性保证，但未经生产测试。
主器件必须为SDA信号(参考SCL信号的VIH最小值)提供至少300 ns的保持时间，以便桥接SCL下降沿的未定义区域。
3
CB是一条总线的总电容(单位为pF)。tR和tF是在0.3 VDD和0.7 VDD范围内测得。
2
START
CONDITION
REPEATED START
CONDITION
STOP
CONDITION
SDA
t9
t10
t11
t4
t3
SCL
t4
t6
t2
t5
t7
t1
t8
t12
t13
LDAC1
t12
LDAC2
11252-002
NOTES
1ASYNCHRONOUS LDAC UPDATE MODE.
2SYNCHRONOUS LDAC UPDATE MODE.
图2. 双线式串行接口时序图
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AD5338R
绝对最大额定值
除非另有说明，TA = 25°C。
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
表5.
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
参数
VDD 至GND
VLOGIC 至GND
VOUT 至GND
VREF 至GND
数字输入电压至GND1
SDA和SCL至GND
工作温度范围
存储温度范围
结温
16引脚TSSOP，θJA热阻，
0气流(4层板)
16引脚LFCSP，θJA热阻，
0气流(4层板)
回流焊峰值温度，
无铅(J-STD-020)
ESD 2
FICDM
1
2
额定值
−0.3 V至+7 V
−0.3 V至 +7 V
−0.3 V至VDD + 0.3 V
−0.3 V至VDD + 0.3 V
−0.3 V至VLOGIC + 0.3 V
−0.3 V至+7 V
−40°C至+105°C
−65°C至+150°C
125°C
112.6°C/W
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。
ESD警告
70°C/W
260°C
3.5 kV
1.5 kV
不含SDA和SCL。
人体模型(HBM)分类。
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ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放
电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇
到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采
取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功
能丧失。
AD5338R
13 RESET
VOUTA 1
GND 2
VDD 3
AD5338R
NC
11 SCL
10 A0
GND 4
GAIN 8
LDAC 7
SDA 6
VOUTB 5
VDD 5
NC 6
VOUTB 7
SDA 8
11252-003
TOP VIEW
(Not to Scale)
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO
THIS PIN.
2. THE EXPOSED PAD MUST BE TIED TO GND.
15 RESET
2
14 A1
VOUTA 3
9 VLOGIC
NC 4
16 RSTSEL
VREF 1
12 A1
AD5338R
TOP VIEW
(Not to Scale)
13 SCL
12 A0
11 VLOGIC
10 GAIN
9
LDAC
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT
CONNECT TO THIS PIN.
图3. 16引脚LFCSP的引脚配置
11252-004
14 RSTSEL
16 NC
15 VREF
引脚配置和功能描述
图4. 16引脚TSSOP引脚配置
表6. 引脚功能描述
引脚编号
LFCSP TSSOP
1
3
16
2
2
4
3
5
引脚名称
VOUTA
NC
GND
VDD
4
5
6
6
7
8
NC
VOUTB
SDA
7
9
LDAC
8
10
GAIN
9
10
11
12
13
11
12
13
14
15
VLOGIC
A0
SCL
A1
RESET
14
16
RSTSEL
15
1
VREF
不适用
EPAD
描述
DAC A的模拟输出电压。输出放大器能以轨到轨方式工作。
不连接。请勿连接该引脚。
器件上所有电路的接地基准点。
电源输入引脚。此器件可以采用2.7 V至5.5 V电源供电，电源应通过并联的10 µF电容和0.1 µF
电容去耦至GND。
不连接。请勿连接该引脚。
DAC B的模拟输出电压。输出放大器能以轨到轨方式工作。
串行数据输入。该引脚与SCL线配合使用，将数据输入或输出24位输入移位寄存器。SDA是
一种双向开漏数据线，应通过一个外部上拉电阻上拉至电源。
LDAC 支持两种工作模式：异步和同步。发送脉冲使该引脚变为低电平后，当输入寄存器有
新数据时，可以更新任意或全部DAC寄存器。因此，两个DAC输出可以同时更新。也可以将
该引脚永久接为低电平。
增益选择。当该引脚与GND相连时，两个DAC的输出范围均为0 V至VREF。如果该引脚与VLOGIC
相连，则两个DAC的输出范围为0 V至2 × VREF。
数字电源。电压范围为1.8 V至5.5 V。
地址输入。设置7位从机地址的第一个LSB。
串行时钟线。该引脚与SDA线配合使用，将数据输入或输出24位输入寄存器。
地址输入。设置7位从机地址的第二个LSB。
异步复位输入。RESET输入对下降沿敏感。当RESET为低电平时，所有LDAC脉冲都被忽略。
当RESET有效时，输入寄存器和DAC寄存器更新为零电平或中间电平，具体取决于RSTSEL
引脚的状态。
上电复位选择。将该引脚连接至GND时，可将两个DAC上电至零电平。将该引脚连接至VLOGIC
时，可将两个DAC上电至中间电平。
基准电压。AD5338R具有一个通用基准电压引脚。使用内部基准电压源时，此引脚为基准输
出。使用外部基准电压源时，此引脚为基准输入。此引脚默认用作基准输出。
裸露焊盘。裸露焊盘必须连接到GND。
Rev. 0 | Page 8 of 28
AD5338R
典型性能参数
2.5015
2.5010
DEVICE 1
DEVICE 2
DEVICE 3
DEVICE 4
DEVICE 5
1600
VDD = 5V
1400
1200
1000
NSD (nV/ Hz)
VREF (V)
2.5005
2.5000
2.4995
800
600
2.4990
400
2.4985
200
–20
0
20
40
60
80
100
120
TEMPERATURE (°C)
0
10
11252-005
2.4980
–40
VDD = 5V
TA = 25°C
100
1k
10k
100k
1M
FREQUENCY (MHz)
图5. 内部基准电压与温度的关系
11252-009
2.5020
图8. 内部基准电压源噪声谱密度与频率的关系
90
VDD = 5V
VDD = 5V
TA = 25°C
80
T
NUMBER OF UNITS
70
60
50
1
40
30
20
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
TEMPERATURE DRIFT (ppm/°C)
CH1 2µV
60
50
2.5000
VDD = 5.5V
0 HOUR
168 HOURS
500 HOURS
1000 HOURS
2.4999
A CH1
160mV
VDD = 5V
TA = 25°C
2.4998
VREF (V)
40
30
2.4997
2.4996
20
2.4995
10
2.4994
0
2.498
2.499
2.500
2.501
VREF (V)
2.502
11252-008
HITS
M1.0s
图9. 内部基准电压源噪声(0.1 Hz至10 Hz)
图6. 基准电压输出温度漂移直方图
图7. 基准电压源长期稳定性/漂移
2.4993
–0.005
–0.003
–0.001
0.001
0.003
ILOAD (A)
图10. 内部基准电压与负载电流的关系
Rev. 0 | Page 9 of 28
0.005
11252-011
0
11252-007
0
11252-010
10
AD5338R
2.5002
TA = 25°C
0.15
D1
0.12
2.5000
0.09
0.06
D3
ERROR (LSB)
VREF (V)
2.4998
2.4996
2.4994
0.03
INL
0
DNL
–0.03
–0.06
2.4992
–0.09
–0.12
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
11252-012
2.4990
2.5
5.5
VDD (V)
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.15
–40
10
60
11252-015
D2
110
TEMPERATURE (°C)
图14. INL误差和DNL误差与温度的关系
图11. 内部基准电压与电源电压的关系
0.15
0.5
0.12
0.09
0.3
ERROR (LSB)
INL (LSB)
0.06
0.1
–0.1
0.03
INL
0
DNL
–0.03
–0.06
–0.09
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.12
–0.15
0
156
312
468
625
781
938
CODE
0
11252-013
–0.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
VREF (V)
5.0
11252-016
–0.3
图15. INL误差和DNL误差与VREF 的关系
图12. 积分非线性(INL)
0.15
0.5
0.12
0.09
0.3
ERROR (LSB)
0.1
–0.1
0.03
INL
0
DNL
–0.03
–0.06
–0.09
–0.12
–0.5
0
156
312
468
625
CODE
781
938
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.15
2.7
3.2
3.7
4.2
4.7
5.2
SUPPLY VOLTAGE (V)
图16. INL误差和DNL误差与电源电压的关系
图13. 差分非线性(DNL)
Rev. 0 | Page 10 of 28
11252-017
–0.3
11252-014
DNL (LSB)
0.06
AD5338R
1.5
0.10
0.08
1.0
0.04
0.5
FULL-SCALE ERROR
0.02
0
ERROR (mV)
GAIN ERROR
–0.02
ZERO-CODE ERROR
0
OFFSET ERROR
–0.5
–0.06
–1.0
60
80
100
120
TEMPERATURE (°C)
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–1.5
2.7
11252-018
TOTAL UNADJUSTED ERROR (% of FSR)
0.8
0.6
ZERO-CODE ERROR
0.2
OFFSET ERROR
20
40
60
80
100
120
TEMPERATURE (°C)
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0.08
0.08
TOTAL UNADJUSTED ERROR (% of FSR)
0.10
0.04
GAIN ERROR
0
FULL-SCALE ERROR
–0.04
–0.06
4.7
5.2
SUPPLY VOLTAGE (V)
11252-020
ERROR (% of FSR)
0.06
VDD = 5V
–0.08 T = 25°C
A
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.10
2.7
3.2
3.7
4.2
0
20
40
60
80
100
120
图21. 总不可调整误差与温度的关系
0.10
0.02
–20
TEMPERATURE (°C)
图18. 零代码误差和偏置误差与温度的关系
–0.02
5.2
VDD = 5V
0.09 TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
0.08
0
–40
11252-019
ERROR (mV)
1.0
0
4.7
0.10
1.2
–20
4.2
图20. 零编码误差和偏置误差与电源电压的关系
VDD = 5V
1.4 T = 25°C
A
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
0
–40
3.7
SUPPLY VOLTAGE (V)
图17. 增益误差和满量程误差与温度的关系
0.4
3.2
11252-022
VDD = 5V
–0.08 T = 25°C
A
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.10
–40
–20
0
20
40
11252-021
–0.04
0.06
0.04
0.02
0
–0.02
–0.04
–0.06
V = 5V
–0.08 T DD= 25°C
A
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.10
2.7
3.2
3.7
4.2
4.7
5.2
SUPPLY VOLTAGE (V)
图22. 总不可调整误差与电源电压的关系，增益 = 1
图19. 增益误差和满量程误差与电源电压的关系
Rev. 0 | Page 11 of 28
11252-023
ERROR (% of FSR)
0.06
1.0
–0.01
0.8
–0.02
0.6
–0.03
0.4
–0.04
0.2
–0.05
–0.06
SINKING 5V
0
–0.2
–0.07
–0.4
–0.08
–0.6
VDD = 5V
–0.09 T = 25°C
A
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.10
0
10000
20000
30000
SINKING 2.7V
SOURCING 5V
SOURCING 2.7V
–0.8
40000
50000
60000 65535
–1.0
CODE
0
10
20
25
30
图26. 上裕量/下裕量与负载电流的关系
7
VDD = 5V
TA = 25°C
EXTERNAL
REFERENCE = 2.5V
VDD = 5V
6 TA = 25°C
GAIN = 2
INTERNAL
5 REFERENCE = 2.5V
20
4
15
VOUT (V)
HITS
15
LOAD CURRENT (mA)
图23. 总不可调整误差与代码的关系
25
5
11252-027
ΔVOUT (V)
0
11252-024
TOTAL UNADJUSTED ERROR (% of FSR)
AD5338R
10
FULL SCALE
THREE-QUARTER SCALE
3
MIDSCALE
2
ONE-QUARTER SCALE
1
ZERO SCALE
0
5
560
580
600
620
640
IDD FULL SCALE (V)
–2
–0.06
11252-025
540
–0.04
–0.02
0
0.02
0.04
0.06
LOAD CURRENT (A)
11252-028
–1
0
图27. VDD = 5 V时的源电流和吸电流能力
图24. 采用外部基准电压源时的IDD 直方图
5
VDD = 5V
30 T = 25°C
A
INTERNAL
REFERENCE = 2.5V
25
VDD = 3V
TA = 25°C
4 EXTERNAL REFERENCE = 2.5V
GAIN = 1
3
FULL SCALE
VOUT (V)
15
2
THREE-QUARTER SCALE
MIDSCALE
1
ONE-QUARTER SCALE
10
0
5
ZERO SCALE
0
1000
1020
1040
1060
1080
IDD FULL SCALE (V)
1100
1120
1140
11252-026
–1
图25. 采用内部基准电压源时的IDD 直方图(VREFOUT = 2.5 V，增益 = 2)
Rev. 0 | Page 12 of 28
–2
–0.06
–0.04
–0.02
0
0.02
0.04
LOAD CURRENT (A)
图28. VDD = 3 V时的源电流和吸电流能力
0.06
11252-029
HITS
20
AD5338R
3
CHANNEL A
CHANNEL B
SYNC
1.4
FULL SCALE
1.0
2
ZERO CODE
0.8
0.6
GAIN = 2
VOUT (V)
CURRENT (mA)
1.2
EXTERNAL REFERENCE, FULL SCALE
GAIN = 1
1
0.4
0.2
60
110
0
–5
TEMPERATURE (°C)
0
3.5
10
图32. 退出掉电模式进入中间电平
图29. 电源电流与温度的关系
4.0
5
TIME (µs)
11252-033
10
11252-030
0
–40
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
2.5008
DAC A
DAC B
3.0
2.5003
VOUT (V)
VOUT (V)
2.5
2.0
2.4998
1.5
2.4993 CHANNEL B
80
160
320
TIME (µs)
TA = 25°C
VDD = 5.25V
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
POSITIVE MAJOR CODE TRANSITION
ENERGY = 0.227206nV-sec
2.4988
11252-031
VDD = 5V
0.5 TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
¼ TO ¾ SCALE
0
10
20
40
0
2
4
0.05
8
10
12
图33. 数模转换毛刺脉冲
图30. 建立时间
0.06
6
TIME (µs)
11252-034
1.0
6
CHANNEL A
CHANNEL B
VDD
0.003
CHANNEL B
5
3
0.02
2
0.01
1
0
0
VOUT AC-COUPLED (V)
0.03
VDD (V)
4
0.001
0
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
–0.01
–10
–5
0
5
TIME (µs)
10
–1
15
图31. 上电复位至0 V
–0.002
0
5
10
15
TIME (µs)
图34. 模拟串扰(通道A)
Rev. 0 | Page 13 of 28
20
25
11252-035
–0.001
11252-032
VOUT (V)
0.002
0.04
AD5338R
20
T
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
0
–20
THD (dBV)
–40
1
–60
–80
–100
–120
–140
VDD = 5V
TA = 25°C
EXTERNAL REFERENCE = 2.5V
A CH1
802mV
0
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
FREQUENCY (Hz)
图35. 0.1 Hz至10 Hz输出噪声图，外部基准电压源
11252-039
M1.0s
–180
11252-036
CH1 10µV
–160
图38. 1 kHz时的总谐波失真
4.0
T
0nF
0.1nF
10nF
0.22nF
4.7nF
3.9
3.8
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
VOUT (V)
3.7
1
3.6
3.5
3.4
3.3
3.2
VDD = 5V
TA = 25°C
INTERNAL REFERENCE = 2.5V
A CH1
802mV
VDD = 5V
TA = 25°C
1400 INTERNAL REFERENCE = 2.5V
1.600
1.605
1.610
1.615
1.620
1.625
1.630
TIME (ms)
图36. 0.1 Hz至10 Hz输出噪声图，2.5 V内部基准电压源
1600
1.595
11252-040
M1.0s
3.0
1.590
11252-037
CH1 10µV
3.1
图39. 建立时间与容性负载的关系
0
FULL SCALE
MIDSCALE
ZERO SCALE
–10
BANDWIDTH (dB)
1000
800
600
–20
–30
–40
400
0
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1M
VDD = 5V
TA = 25°C
EXTERNAL REFERENCE = 2.5V, ±0.1V p-p
–60
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
图40. 乘法带宽(外部基准电压源 = 2.5 V，±0.1 V p-p，
10 kHz至10 MHz)
图37. 噪声频谱密度
Rev. 0 | Page 14 of 28
11252-041
–50
200
11252-038
NSD (nV/ Hz)
1200
AD5338R
术语
相对精度或积分非线性(INL)
输出电压建立时间
对于DAC，相对精度或积分非线性是指DAC输出与通过
输出电压建立时间是指对于一个¼至¾满量程输入变化，
DAC传递函数的两个端点的直线之间的最大偏差，单位为
DAC输出建立为指定电平所需的时间。
LSB。图12给出了典型的INL与代码的关系图。
数模转换毛刺脉冲
差分非线性(DNL)
数模转换毛刺脉冲是DAC寄存器中的编码输入变化时注入
差分非线性是指任意两个相邻编码之间所测得变化值与理
到模拟输出的脉冲。在数字输入代码主进位发生1 LSB转换
想的1 LSB变化值之间的差异。最大±1 LSB的额定差分非线
(0x7FFF到0x8000)时测量，它一般定义为以nV-sec为单位
性可确保单调性。本DAC通过设计保证单调性。图13所示
的毛刺面积(见图33)。
为典型DNL与代码的关系图。
数字馈通
零代码误差
数字馈通衡量从DAC的数字输入注入到DAC的模拟输出的
零代码误差衡量将零电平码(0x0000)载入DAC寄存器时的
脉冲，但在DAC输出未更新时进行测量。单位为nV-sec，
输出误差。理想情况下，输出应为0 V。在AD5338R中，零
测量数据总线上发生满量程编码变化时的情况，即全0至
代码误差始终为正值，因为在DAC和输出放大器中的偏置
全1，反之亦然。
误差的共同作用下，DAC输出不能低于0 V。零代码误差用
mV表示。图18所示为零代码误差与温度的关系图。
基准馈通
基准馈通是指DAC输出未更新时的DAC输出端的信号幅度
与基准输入之比，用dB表示。
满量程误差
满量程误差衡量将满量程代码载入DAC寄存器时的输出误
差。理想情况下，输出应为VDD − 1 LSB。满量程误差用满量
程范围的百分比(% FSR)表示。图17所示为满量程误差与温
度的关系图。
噪声频谱密度
噪声频谱密度衡量内部产生的随机噪音。随机噪声表示为
频谱密度(nV/√Hz)。测量方法是将DAC加载到中间电平，
然后测量输出端噪声。单位为nV/√Hz。噪声频谱密度曲线
图如图37所示。
增益误差
增益误差是衡量DAC量程误差的指标，表示DAC传递特性
的斜率与理想值之间的偏差，用% FSR表示。
直流串扰
直流串扰是一个DAC输出电平因响应另一个DAC输出变化
偏置误差漂移
而发生的直流变化。其测量方法是让一个DAC发生满量程
偏置误差漂移衡量偏置误差随温度的变化，用µV/°C表示。
输出变化(或软件关断并上电)，同时监控另一个保持中间
电平的DAC。单位为μV。
增益温度系数
增益温度系数衡量增益误差随温度的变化，用ppm FSR/°C
负载电流变化引起的直流串扰用来衡量一个DAC的负载电流
表示。
变化对另一个保持中间电平的DAC的影响。单位为μV/mA。
偏置误差
数字串扰
偏置误差是指传递函数线性区内VOUT(实际)和VOUT(理想)之
数字串扰是指一个输出为中间电平的DAC，其输出因响应
间的差值，用mV表示。偏置误差在AD5338R上是通过将代
另一个DAC的输入寄存器中满量程编码变化(全0至全1，
码8载入DAC寄存器测得的。该值可以为正，也可为负。
或相反)而引起的毛刺脉冲。该值在独立模式下进行测量，
用nV-sec表示。
直流电源抑制比(PSRR)
PSRR表示电源电压变化对DAC输出的影响大小，是指
模拟串扰
DAC满量程输出的条件下VOUT变化量与VDD变化量之比，
模拟串扰指一个DAC的输出因响应另一个DAC输出的变化
用mV/V表示。VREF保持在2 V，而VDD的变化范围为±10%。
而引起的毛刺脉冲。它的测量方法是，向一个DAC加载满
量程代码变化(全0至全1或相反)，然后执行软件LDAC并监
控数字编码未改变的DAC的输出。毛刺面积用nV-sec表示。
Rev. 0 | Page 15 of 28
AD5338R
DAC间串扰
基准电压温度系数(TC)
DAC间串扰是指一个DAC的输出因响应另一个DAC的数字
基准电压源TC衡量基准输出电压随温度的变化。基准电压
编码变化和后续的模拟输出变化，而引起的毛刺脉冲。其
源TC利用黑盒法计算，该方法将温度系数(TC)定义为基准
测量方法是使用写入和更新命令让一个通道发生满量程编
电压输出在给定温度范围内的最大变化，用ppm/°C表示，
码变化(全0到全1，或相反)，同时监控处于中间量程的另
计算公式如下：
一个通道的输出。毛刺的能量用nV-sec表示。
乘法带宽
DAC内部的放大器具有有限的带宽，乘法带宽即是衡量该
其中：
带宽。参考端的正弦波(DAC加载满量程编码)出现在输出
VREFmax是在整个温度范围内测量的最大基准电压输出。
端。乘法带宽指输出幅度降至输入幅度以下3 dB时的频率。
VREFmin是在整个温度范围内测量的最小基准电压输出。
总谐波失真(THD)
VREFnom是标称基准输出电压2.5 V。
总谐波失真(THD)是指理想正弦波与使用DAC时其衰减形
TempRange为额定温度范围：−40°C至+105°C。
式的差别。正弦波用作DAC的参考，而THD用来衡量DAC
输出端存在的谐波。单位为dB。
Rev. 0 | Page 16 of 28
AD5338R
工作原理
数模转换器
电阻串结构如图42所示。它是一串电阻，各电阻的值为
AD5338R是 一 款 双 通 道 、 10位 、 串 行 输 入 、 电 压 输 出
R。载入DAC寄存器的编码决定抽取电阻串上哪一个节点
DAC，内置基准电压源，采用2.7 V至5.5 V电源供电。数据
的电压，以馈入输出放大器。抽取电压的方法是将连接电
通 过 双 线 式 串 行 接 口 以 24位 字 格 式 写 入 AD5338R。
阻串与放大器的开关之一闭合。由于它是一串电阻，因此
AD5338R内置一个上电复位电路，确保DAC输出上电至已
可以保证单调性。
知的输出状态。该器件还具有软件掉电模式，可以将典型
VREF
功耗降至4 µA。
R
传递函数
R
内部基准电压源默认使能。若要使用外部基准电压源，只
需不含基准电压源的选项。DAC的输入编码为直接二进
TO OUTPUT
AMPLIFIER
R
制，使用外部基准电压源时的理想输出电压为：
其中：
R
Gain是输出放大器的增益，默认设置为1。可使用增益选
择引脚将其设置为×1或×2。当该引脚与GND相连时，两个
R
11252-043
DAC的输出范围均为0 V至VREF。如果该引脚与VLOGIC相连，
则两个DAC的输出范围为0 V至2 × VREF。
D是载入DAC寄存器的二进制编码的十进制等效值(10位器
图42. 电阻串结构
件为0至1,023)。
内部基准电压源
N为DAC分辨率。
AD5338R的片内基准电压源在上电时开启，可以通过写入
控制寄存器予以禁用。详见“内部基准电压源设置”部分。
DAC架构
DAC架构由一个电阻串DAC和一个输出放大器构成。图41
为DAC架构框图。
驱动高达10 mA的外部负载。
2.5V
REF
输出放大器
REF (+)
RESISTOR
STRING
REF (–)
GND
输出缓冲放大器可以在其输出端产生轨到轨电压，输出范
VOUTX
GAIN
(GAIN = 1 OR 2)
图41. DAC单通道架构框图
11252-042
DAC
REGISTER
为2.5 V或5 V，具体取决于GAIN引脚的状态。器件的内部基
准电压通过VREF引脚提供。该经过缓冲的基准电压源能够
VREF
INPUT
REGISTER
AD5338R内置一个2.5 V、2 ppm/°C基准电压源，满量程输出
围为0 V至VDD。实际范围取决于VREF的值、GAIN引脚、偏置
误差和增益误差。GAIN引脚选择输出的增益。
• 如果GAIN连接到GND，则两个输出的增益均为1，且输
出范围为0 V至VREF。
• 如果GAIN连接到VLOGIC，则两个输出的增益均为2，且
输出范围为0 V至2 × VREF。
这些放大器能驱动连接至GND的一个与2 nF电容并联的1 kΩ
负载。压摆率为0.8 V/µs，¼到¾量程建立时间为5 µs。
Rev. 0 | Page 17 of 28
AD5338R
串行接口
表8. 地址命令
AD5338R采 用 双 线 式 I 2 C兼 容 型 串 行 接 口 ( 参 见 Philips
选定的DAC通道
DB18
DB17
0
0
0
0
0
0
接到I2C总线，受主器件的控制。AD5338R支持标准(100 kHz)
DAC B
0
1
1
和快速(400 kHz)数据传输模式。不支持10位寻址和广播寻址。
写命令和更新命令
输入移位寄存器
写入输入寄存器n(取决于LDAC)
AD5338R的输入移位寄存器为24位宽。数据在串行时钟输
命令0001允许用户逐个写入各个DAC的专用输入寄存器。
Semiconductor于2000年1月发布的《I C总线规范》2.1版)。
2
典型写序列的时序图参见图2。AD5338R可作为从器件连
DAC A
1
0
1
描述
DAC A
DAC B
DAC A和DAC B
当 LDAC为 低 电 平 时 ， 输 入 寄 存 器 是 透 明 的 ( 如 果 不 由
入SCL的控制下作为24位字载入器件。前八个MSB构成命
令字节。前四位为命令位(C3、C2、C1和C0)，控制器件的
LDAC屏蔽寄存器控制)。
工作模式(见表7)。后4位为地址位(DAC B、0、0和DAC A，
以输入寄存器n的内容更新DAC寄存器n
见表8)。
命令0010会在DAC寄存器/输出中加载选定输入寄存器的内
AD5338R的数据字包括10位输入代码和6个无关位。这些
容并直接更新DAC输出。
数据位在24个SCL下降沿被送入输入寄存器。
写入和更新DAC通道n(与LDAC无关)
命令可以在个别DAC通道或两个DAC上执行，具体取决于
命令0011允许用户写入DAC寄存器并直接更新DAC输出。
所选的地址位。
表7. 命令定义
命令
C2 C1
0
0
0
0
C0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
…
1
0
1
1
1
1
0
…
1
1
0
0
1
1
0
…
1
1
0
1
0
1
0
…
1
描述
无操作
写入输入寄存器n
(取决于LDAC)
以输入寄存器n的内容
更新DAC寄存器n
写入并更新DAC通道n
DAC掉电/上电
硬件LDAC屏蔽寄存器
软件复位(上电复位)
内部基准电压源设置寄存器
保留
保留
保留
DB23 DB22 DB21 DB20 DB19 DB18 DB17 DB16 DB15 DB14 DB13 DB12 DB11 DB10
C3
C2
C1
COMMAND
C0
0
DAC B
0
DAC ADDRESS
COMMAND BYTE
DAC A
D9
D8
D7
D6
D5
D4
DB9
DB8
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
D3
D2
D1
D0
X
X
X
X
X
X
DAC DATA
DAC DATA
DATA HIGH BYTE
DATA LOW BYTE
图43. 输入移位寄存器内容
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11252-044
C3
0
0
AD5338R
2. 数据按9个时钟脉冲(8个数据位和1个应答位)的顺序通过
串行操作
AD5338R有一个7位从机地址。五个MSB为00011，两个
串行总线发送。SDA线上的数据转换必须发生在SCL低
LSB (A1和A0)则由A0和A1地址引脚的状态设定。通过更改
电平期间，并且在SCL高电平期间保持稳定。
3. 读取或写入所有数据位之后，停止条件随即建立。在写
A0和A1硬连线，用户可以将多达四个这样的器件集成到一
入模式下，主器件在第10个时钟脉冲期间拉高SDA线，
条总线上，如表9所示。
以建立停止条件。在读取模式下，主机会向第9个时钟
表9. 器件地址选择
A0引脚连接
GND
VLOGIC
GND
A1引脚连接
GND
GND
VLOGIC
A0
0
1
0
A1
0
0
1
VLOGIC
VLOGIC
1
1
脉冲发送不应答(即SDA线保持高电平)。主机在第10个
时钟脉冲前将SDA线拉低，然后在第10个时钟脉冲期间
拉高，以建立停止条件。
写操作
双线式串行总线协议按如下方式工作：
写入AD5338R时，用户必须先写入启动命令和地址字节
1. 当SDA线上发生高低转换而SCL处于高电平时，主机通
好接收数据准备。AD5338R需要用于DAC的两字节数据，
(R/W= 0)，接着DAC通过拉低SDA做出应答，表示其已做
过建立起始条件而启动数据传输。之后的字节是地址字
以及控制各种DAC功能的一个命令字节。因此，必须有三
节，由7位从机地址组成。与发送地址对应的从机地址
个字节的数据写入DAC，即命令字节、最高有效数据字节
通过在第9个时钟脉冲期间拉低SDA来做出响应(这称为
和最低有效数据字节，如图44所示。所有这些数据字节得
应答位)。在这个阶段，在选定器件等待从移位寄存器
到AD5338R应答后，随即出现停止条件。
读写数据期间，总线上的所有其它器件保持空闲状态。
1
9
1
9
SCL
0
SDA
1 0
1
0A1
A0
DB23
R/W
DB22 DB21 DB20 DB19 DB18
DB17
ACK. BY
AD5338R
START BY
MASTER
DB16
ACK. BY
AD5338R
FRAME 1
SLAVE ADDRESS
FRAME 2
COMMAND BYTE
1
9
1
9
SCL
(CONTINUED)
DB15 DB14
DB13 DB12
DB11 DB10
FRAME 3
MOST SIGNIFICANT
DATA BYTE
DB9
DB8
DB7
ACK. BY
AD5338R
图44. I 2C写操作
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DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
FRAME 4
LEAST SIGNIFICANT
DATA BYTE
DB1
DB0
ACK. BY STOP BY
AD5338R MASTER
11252-045
SDA
(CONTINUED)
AD5338R
读操作
多DAC回读序列
从AD5338R DAC回读数据时，用户必须先写入地址字节
用户必须先写入地址字节(R/W = 0)，接着DAC通过拉低SDA
(R/W = 0)，接着DAC通过拉低SDA做出应答，表示其已做
做出应答，表示其已做好数据接收准备。该地址字节之后
好数据接收准备。该地址字节之后必须是控制字节，控制
必须是控制字节，后者同样由DAC做出应答。用户可以利
字节决定后跟的读命令和要读取的指针地址，并同样由
用控制字节来配置启动回读的具体通道。然后，主机发出
DAC做出应答。用户可以利用控制字节来配置要回读的具
重复起始条件并利用R/W = 1重新发送地址。此操作由DAC
体通道和设置要激活的回读命令。然后，主机发出重复起
做出应答，表示其已做好数据发送准备。然后，器件以
始条件并利用R/W = 1重新发送地址。此操作由DAC做出应
MSB优先方式从选定的DAC输入寄存器A读取前两个字节
答，表示其已做好数据发送准备。然后，器件从DAC读取
的数据，如图45所示。接着回读的四个字节是无关字节，
两个字节的数据，如图45所示。主机发出NACK条件，后
再接着回读的两个字节是DAC输入寄存器B的内容。器件
跟STOP条件，以完成读取序列。如果选择了两个DAC，
会继续以这种自动递增的方式从DAC输入寄存器读取数
则默认回读通道A。
据，直到NACK之后出现停止条件。如果读取的是DAC输
入寄存器B的内容，则接着读取的数据字节是DAC输入寄
存器A的内容。
图45. I 2C读操作
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AD5338R
掉电工作模式
络，这是有好处的，因为在掉电模式下器件的输出阻抗是
AD5338R支持三种独立的掉电模式。命令0100用于掉电功
已知的。有三种不同的掉电选项：输出通过1 kΩ电阻或100 kΩ
能(见表7)。这些掉电模式可通过软件编程，方法是设置移
电阻内部连接到GND，或者保持开路状态(三态)。图46显
位寄存器中的八个位(位DB7至位DB0)。每个DAC通道对
示了此输出级。
应两个位。表10列出了这两个位的状态与器件工作模式的
对应关系。
AMPLIFIER
DAC
VOUTX
表10. 工作模式
PDx1
0
PDx0
0
0
1
1
1
0
1
POWER-DOWN
CIRCUITRY
RESISTOR
NETWORK
11252-047
工作模式
正常工作
掉电模式
1 kΩ接GND
100 kΩ接GND
三态
图46. 掉电模式下的输出级
通过设置相应位，可以关断任意或所有DAC(DAC A和DAC
B)，使其进入选定模式。表11列出了掉电/上电期间输入移
在掉电模式有效时，偏置发生器、输出放大器、电阻串以
及其它相关线性电路全部关断。然而，掉电期间DAC寄存
器的内容不受影响。可在器件处于掉电模式下时更新DAC
位寄存器的内容。
寄存器。当VDD = 5 V时，退出掉电模式所需时间通常为4.5 µs。
当输入移位寄存器中的位PDx1和位PDx0(其中x为选定的通
要进一步降低功耗，可以关闭片上基准电压源。参见“内
道)均设为0时，器件正常工作，5 V时正常模式功耗为4 mA。
在三种掉电模式下，5 V时电源电流降至4 μA。不仅是供电
部基准电压源设置”部分。
电流下降，输出级也从放大器输出切换为已知值的电阻网
表11. 掉电/上电操作的24位输入移位寄存器内容1
DB23
(MSB)
0
DB22
1
DB21
0
命令位(C3至C0)
1
DB20
0
DB19至DB16
X
DB15至 DB8
X
地址位(无关位)
DB7
PDB1
DB6
PDB0
掉电，
选择DAC B
X = 无关位。
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DB5
1
DB4
1
DB3
1
DB2
1
DB1
PDA1
DB0
(LSB)
PDA0
掉电，
选择DAC A
AD5338R
加载DAC(硬件LDAC引脚)
LDAC 屏蔽寄存器
AD5338R DAC具有由两个寄存器库组成的双缓冲接口：输
命令0101保留用于此软件LDAC屏蔽功能，它允许忽略地
入寄存器和DAC寄存器。用户可以写入任意组合的输入寄
址位。使用命令0101写入DAC将加载4位LDAC寄存器(DB3
存器。DAC寄存器更新由LDAC引脚控制。
至DB0)。各通道的默认值为0，即LDAC引脚正常工作。将
这些位设为1时，可强制该DAC通道忽略LDAC引脚上发生
OUTPUT
AMPLIFIER
VREF
LDAC
10-BIT
DAC
的高低跃迁，不管硬件LDAC引脚的状态如何。在用户希
VOUTX
望选择由哪个通道来响应LDAC引脚的应用中，这种灵活
性非常有用。
DAC
REGISTER
表12. LDAC覆写定义
加载LDAC寄存器
INPUT
REGISTER
11252-048
SCL
SDA
LDAC 位
(DB3或DB0)
0
1
INPUT SHIFT
REGISTER
LDAC 引脚
LDAC 操作
1或0
X1
由LDAC引脚决定。
DAC通道更新并覆盖
LDAC引脚。DAC通道
视LDAC引脚为1。
图47. 单个DAC的输入加载电路示意图
DAC同步更新(LDAC保持低电平)
1
利用命令0001将数据输入输入寄存器时，LDAC保持低电
利用LDAC寄存器，用户可以更加灵活地控制硬件LDAC引
平。被寻址的输入寄存器和DAC寄存器均会在第24个时钟
脚(见表12)。如果将某一DAC通道的LDAC位(DB0或DB3)
周期上更新，并且输出开始发生变化(见表14)。
设为0，则意味着该通道的更新受硬件LDAC引脚的控制。
X = 无关位。
DAC迟延更新(LDAC变为低电平)
利用命令0001将数据输入输入寄存器时，LDAC保持高电
平。在第24个时钟周期后通过拉低LDAC，异步更新两个
DAC输出。此时在LDAC的下降沿进行更新。
表13. 用于LDAC操作的24位输入移位寄存器内容1
DB23
(MSB)
0
DB22
0
DB21
0
DB20
1
DB19
X
命令位(C3至C0)
1
DB18
X
DB17
X
DB16
X
地址位(无关位)
DBB15至DB4
X
无关
DB3
DAC B
DB2
0
DB1
0
LDAC设为1将覆盖
LDAC引脚
X = 无关位。
表14. 写命令和LDAC引脚真值表1
命令
0001
描述
写入输入寄存器n(取决于LDAC)
0010
以输入寄存器n的内容更新DAC寄存器n
0011
写入并更新DAC通道n
1
2
硬件LDAC
引脚状态
VLOGIC
GND 2
VLOGIC
输入寄存器
内容
数据更新
数据更新
无变化
DAC寄存器内容
无变化(无更新)
数据更新
用输入寄存器内容更新
GND
VLOGIC
GND
无变化
数据更新
数据更新
用输入寄存器内容更新
数据更新
数据更新
当硬件LDAC引脚上发生高电平至低电平转换时，始终会以未被LDAC屏蔽寄存器屏蔽(阻止)的通道上输入寄存器的内容来更新DAC寄存器的内容。
当LDAC引脚永久接为低电平时，LDAC屏蔽位会被忽略。
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DB0
(LSB)
DAC A
AD5338R
硬件复位(RESET)
回流焊
RESET是低电平有效复位引脚，可用于将输出清零至零电
与所有IC基准电压电路一样，基准电压值存在焊接工艺引
平或中间电平。用户可通过上电复位选择(RSTSEL)引脚来
入的偏移。ADI公司执行称为预调理的可靠性测试，以最
选择清零代码值。RESET必须至少保持一定时间的低电平
大程度地减少将器件焊接到电路板而造成的影响。表3给
才能完成该操作。当RESET信号变回高电平后，输出会保
出的输出电压规格包含此可靠性测试的影响。
持为清零值，直到设置新值。当RESET引脚为低电平时，
图48显示了通过可靠性测试(预调理)测得的回流焊(SHR)
无法用新值更新输出。还有一个软件可执行的复位功能，
影响。
它可将DAC复位至上电复位代码。命令0110用于该软件复
位功能(见表7)。上电复位期间，LDAC或RESET上的所有
POSTSOLDER
HEAT REFLOW
60
PRESOLDER
HEAT REFLOW
事件都会被忽略。
50
复位选择引脚(RSTSEL)
40
HITS
AD5338R具有上电复位电路，可以在上电时控制输出电
压。通过将RSTSEL引脚与低电平相连，输出会上电至零电
平。请注意，这在DAC的线性区域之外；通过将RSTSEL
30
20
引脚与高电平相连，VOUT会上电至中间电平。输出一直保
0
内部基准电压源设置
2.498
2.499
2.500
2.501
命令0111用于内部基准电压源的设置(参见表7)。片内基准
VREF (V)
电压源在上电时默认开启。要降低功耗，可通过设置控制
图48. SHR基准电压偏移
寄存器中的软件可编程位DB0来关闭此基准电压源，如表
16所示。表15列出了该位的状态与工作模式的对应关系。
长期温度漂移
图49显示在150°下经过1000小时使用寿命测试后VREF值的
变化情况。
表15. 基准电压源设置寄存器
内部基准电压源设置寄存器(DB0)
0
1
2.502
11252-049
10
持该电平，直到对DAC执行有效的写序列。
操作
基准电压源开启(默认)
基准电压源关闭
60
0 HOUR
168 HOURS
500 HOURS
1000 HOURS
50
HITS
40
30
20
0
2.498
2.499
2.500
2.501
VREF (V)
2.502
11252-050
10
图49. 1000小时后的基准电压漂移
表16. 内部基准电压源设置命令的24位输入移位寄存器内容1
DB23 (MSB)
DB22
DB21
0
1
1
命令位(C3至C0)
1
DB20
1
DB19
X
DB18
DB17
X
X
地址位(A3至A0)
X = 无关位。
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DB16
X
DB15 to DB1
X
无关
DB0 (LSB)
0/1
基准电压源设置寄存器
AD5338R
热滞
9
热滞是指当温度从环境温度变冷再变热之后回到环境温度
8
时基准电压上出现的电压差。
7
6
温度下测量结果之间的偏差VREF(如图50中的蓝色部分所
HITS
热滞数据如图50所示。其测量条件是从环境温度变为−40°C，
然后变为+105°C，再回到环境温度。然后，测得两次环境
FIRST TEMPERATURE SWEEP
SUBSEQUENT TEMPERATURE SWEEPS
5
4
示)。接着，立即重复相同的温度变化和测量，其结果如图
3
50中的红色部分所示。
2
0
–200
–150
–100
–50
DISTORTION (ppm)
图50. 热滞
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0
50
11252-051
1
AD5338R
应用信息
微处理器接口
AD5338R LFCSP型在器件底部具有裸露焊盘，该焊盘与器
AD5338R通过一条串行总线实现与微处理器的接口，这条
件的GND电源相连。为了获得最佳性能，在设计母板和安
总线使用与DSP处理器和微控制器兼容的标准协议。通信
装器件封装时需要有一些特殊考虑。为了改善散热、电气
通道需要一个双线式接口，由一个时钟信号和一个数据信
和板级性能，需将封装底部的裸露焊盘焊接到PCB上相应
号组成。
的散热焊盘上。为进一步改善散热性能，PCB焊盘区可以
设计一些散热通孔。
AD5338R与ADSP-BF531接口
AD5338R的I2C接口设计旨在能够轻松连接到业界标准DSP
可以扩大器件上的GND平面(如图52所示)，以提供自然散
和微控制器。图51显示AD5338R连接到ADI公司的Blackfin®
热效应。
DSP (ADSP-BF531)。该Blackfin处理器集成一个I2C端口，可
AD5338R
直接连接到AD5338R的I2C引脚。
AD5338R
GND
PLANE
ADSP-BF531
SCL
SDA
11252-053
GPIO1
GPIO2
LDAC
RESET
11252-052
BOARD
PF9
PF8
图52. 焊盘与电路板的连接
图51. ADSP-BF531与AD5338R接口
电流隔离接口
布局布线指南
在很多过程控制应用中，都需要在控制器和被控制单元之
在任何注重精度的电路中，精心考虑电源和接地回路布局
间放置一个隔栅，以保护和隔离控制电路，防止危险的共
都有助于确保达到规定的性能。安装AD5338R所用的印刷
模电压破坏电路。ADI公司的iCoupler®产品可隔离高于2.5 kV
电路板(PCB)应经过专门设计，使AD5338R位于模拟平面。
的电压。AD5338R具有串行负载结构，其接口线保持在最
AD5338R必须具有足够大的10 µF电源旁路电容，与每个电
低数量，因此非常适合做隔离接口。图53显示使用ADuM1400
时与AD5338R的4通道隔离接口。欲了解更多信息，请访
着该器件。10 µF电容应为钽珠型电容。0.1 µF电容必须具有
问http://www.analog.com/icouplers。
低有效串联电阻(ESR)和低有效串联电感(ESI)，如高频时
CONTROLLER
提供低阻抗接地路径的普通陶瓷型电容，以便处理内部逻
SERIAL
CLOCK IN
辑开关所引起的瞬态电流。
SERIAL
DATA OUT
在一个电路板上使用多个器件的系统中，提供一定的散热
能力通常有助于功率耗散。
RESET OUT
LOAD DAC
OUT
ADuM14001
VIA
VIB
VIC
VID
ENCODE
DECODE
ENCODE
DECODE
ENCODE
DECODE
ENCODE
DECODE
1
ADDITIONAL PINS OMITTED FOR CLARITY.
图53. 隔离接口
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VOA
VOB
VOC
VOD
TO
SCL
TO
SDA
TO
RESET
TO
LDAC
11252-054
源上的0.1 µF电容并联，并且尽可能靠近封装，最好是正对
AD5338R
外形尺寸
PIN 1
INDICATOR
0.30
0.23
0.18
0.50
BSC
13
PIN 1
INDICATOR
16
1
12
1.75
1.60 SQ
1.45
EXPOSED
PAD
9
TOP VIEW
0.80
0.75
0.70
4
5
8
0.50
0.40
0.30
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
0.05 MAX
0.02 NOM
COPLANARITY
0.08
0.20 REF
SEATING
PLANE
0.25 MIN
BOTTOM VIEW
08-16-2010-E
3.10
3.00 SQ
2.90
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WEED-6.
图54. 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ]
3 mm x 3 mm，超薄体
(CP-16-22)
尺寸单位：mm
5.10
5.00
4.90
16
9
4.50
4.40
4.30
6.40
BSC
1
8
PIN 1
1.20
MAX
0.15
0.05
0.30
0.19
0.65
BSC
COPLANARITY
0.10
0.20
0.09
8°
0°
SEATING
PLANE
0.75
0.60
0.45
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB
图55. 16引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
(RU-16)
尺寸单位：mm
订购指南
型号1
AD5338RBCPZ-RL7
AD5338RBRUZ
AD5338RBRUZ-RL7
1
分辨率
10位
10位
10位
温度范围
−40°C至+105°C
−40°C至+105°C
−40°C至+105°C
精度
±1 LSB INL
±1 LSB INL
±1 LSB INL
基准
源温度系数
(ppm/°C)
±5(最大值)
±5(最大值)
±5(最大值)
Z = 符合RoHS标准的器件。
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封装描述
16引脚 LFCSP_WQ
16引脚 TSSOP
16引脚 TSSOP
封装
选项
CP-16-22
RU-16
RU-16
标识
DKX
AD5338R
注释
Rev. 0 | Page 27 of 28
AD5338R
注释
©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D11252sc-0-2/13(0)
Rev. 0 | Page 28 of 28
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