AD5410中文数据手册-qegoo.pdf
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Rev.EDocumentFeedbackInformationfurnishedbyAnalogDevicesisbelievedtobeaccurateandreliable.However,noresponsibilityisassumedbyAnalogDevicesforitsuse,norforanyinfringementsofpatentsorotherrightsofthirdpartiesthatmayresultfromitsuse.Specifcationssubjecttochangewithoutnotice.NolicenseisgrantedbyimplicationorotherwiseunderanypatentorpatentrightsofAnalogDevices.Trademarksandregisteredtrademarksarethepropertyoftheirrespectiveowners.OneTechnologyWay,P.O.Box9106,Norwood,MA02062-9106,U.S.A.Tel:
781.329.470020092013AnalogDevices,Inc.Allrightsreserved.TechnicalSupport功能框图INPUTSHIFTREGISTERANDCONTROLLOGICAD5410/AD5420POWER-ONRESETVREFR2R3RSETRSETIOUTAVDDCAP2LATCHSCLKSDINSDOCAP112-/16-BITDAC12/16DVCCDVCCSELECTCLEARFAULTBOOSTREFINGNDREFOUT07027-001R3SENSE图1.特性12/16位分辨率和单调性电流输出范围:
4mA至20mA、0mA至20mA或0mA至24mA总非调整误差(TUE):
0.01%FSR(典型值)输出温漂:
3ppm/C(典型值)灵活的串行数字接口片内输出故障检测片内基准电压源(最大温漂10ppm/C)输出电流的反馈和监控异步清零功能电源(AVDD)范围10.8V至40V;AD5410AREZ/AD5420AREZ10.8V至60V;AD5410ACPZ/AD5420ACPZ输出环路顺从电压:
AVDD2.5V温度范围:
40C至+85C24引脚TSSOP和40引脚LFCSP封装应用过程控制执行器控制PLCHART网络连接概述AD5410/AD5420是低成本、精密、完全集成的12/16位转换器,提供可编程电流源输出,可满足工业过程控制应用的需求。
输出电流范围可编程设置为4mA至20mA、0mA至20mA或者0mA至24mA的超量程。
输出具有开路保护功能。
该器件采用10.8V至60V的电源(AVDD)供电。
输出环路电源电压限制在0V至AVDD2.5V。
灵活的串行接口为SPI、MICROWIRE、QSPI和DSP兼容接口,可在三线式模式下工作,最小化了隔离应用中所需的数字隔离电路降至最少。
该器件还包含一个确保器件在已知状态下上电的上电复位功能,以及一个将输出设定为所选电流范围低端的异步清零(CLEAR)引脚。
总非调整误差典型值为0.01%FSR。
配套产品HART调制解调器:
AD5700、AD5700-1单通道、12/16位、串行输入、4mA至20mA电流源DACAD5410/AD5420ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文,敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误,ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。
如需确认任何词语的准确性,请参考ADI提供的最新英文版数据手册。
Rev.E|Page2of32目录特性.1应用.1概述.1配套产品.1功能框图.1修订历史.2技术规格.3交流工作特性.5时序特性.5绝对最大额定值.7ESD警告.7引脚配置和功能描述.8典型性能参数.10术语.15工作原理.16架构.16串行接口.16上电状态.19传递函数.19数据寄存器.19控制寄存器.19复位寄存器.20状态寄存器.20修订历史2013年3月修订版D至修订版E更改表4.7增加图40,重新排序.19更改表10.20更改散热和电源考量部分及表21.27更新外形尺寸.292012年5月修订版C至修订版D重新组织布局.通篇更改产品名称.1增加“配套产品”部分;更改“特性”部分和“应用”部分.1更改表5.9更改图8.11增加“HART通信”部分和图41,重新排序.21更改“兼容工业HART的模拟输出应用”部分和图54.272011年11月修订版B至修订版C更改表10.182010年2月修订版A至修订版B修改图46.232009年8月修订版0至修订版A修改特性和概述部分.1修改表1.3修改表2.5修改表4说明和表4.7增加图6,修改图5和表5.8增加输出电流的反馈/监控部分,包括图45至图47;重排后续各图的编号.23修改散热和电源考虑部分及表21.26更新外形尺寸.28修改订购指南.282009年3月修订版0:
初始版AD5410/AD5420特性.21故障报警.21异步清零(CLEAR).21内部基准电压源.21外部电流设置电阻.21数字电源.21外部增强功能.21HART通信.22数字压摆率控制.22IOUT滤波电容.24输出电流的反馈和监控.24应用信息.26驱动感性负载.26瞬态电压保护.26布局指南.26电流隔离接口.26微处理器接口.27散热和电源考量.27兼容工业HART的模拟输出应用.28外形尺寸.29订购指南.29AD5410/AD5420Rev.E|Page3of32表1.参数1最小值典型值最大值单位测试条件/注释输出电流范围024mA020mA420mA精度(内部RSET)分辨率16位AD542012位AD5410总非调整误差(TUE)0.3+0.3%FSRAD54200.130.08+0.13%FSRAD5420,TA=25C0.5+0.5%FSRAD54100.30.15+0.3%FSRAD5410,TA=25C相对精度(INL)20.024+0.024%FSRAD54200.032+0.032%FSRAD5410差分非线性(DNL)1+1LSB保证单调性失调误差0.27+0.27%FSR0.120.08+0.12%FSRTA=25C失调误差温度系数(TC)316ppmFSR/C增益误差0.18+0.18%FSRAD54200.030.006+0.03%FSRAD5420,TA=25C0.22+0.22AD54100.060.012+0.06AD5410,TA=25C增益误差温度系数(TC)310ppmFSR/C满量程误差0.2+0.2%FSR0.10.08+0.1%FSRTA=25C满量程误差温度系数(TC)312ppmFSR/C精度(外部RSET)假设理想15k电阻分辨率16位AD542012位AD5410总非调整误差(TUE)0.15+0.15%FSRAD54200.060.01+0.06%FSRAD5420,TA=25C0.3+0.3%FSRAD54100.10.02+0.1%FSRAD5410,TA=25C相对精度(INL)20.012+0.012%FSRAD54200.032+0.032%FSRAD5410差分非线性(DNL)1+1LSB保证单调性失调误差0.1+0.1%FSR0.030.006+0.03%FSRTA=25C失调误差温度系数(TC)33ppmFSR/C增益误差0.08+0.08%FSR0.050.003+0.05%FSRTA=25C增益误差温度系数(TC)34ppmFSR/C满量程误差0.15+0.15%FSR0.060.01+0.06%FSRTA=25C满量程误差温度系数(TC)37ppmFSR/C输出特性3电流环路顺从电压0AVDD2.5V输出电流漂移与时间的关系50ppmFSR内部RSET,125C下1000小时后漂移20ppmFSR外部RSET,125C下1000小时后漂移阻性负载1200感性负载50mHTA=25C直流电源抑制比(PSRR)1A/V技术规格AVDD=10.8V至26.4V,GND=0V,REFIN=5V外部基准电压,DVCC=2.7V至5.5V,RLOAD=300;除非另有说明,所有规格在TMIN至TMAX范围。
AD5410/AD5420Rev.E|Page4of32参数1最小值典型值最大值单位测试条件/注释输出阻抗50M输出电流泄漏60pA输出禁用R3电阻值364044TA=25CR3电阻温度系数(TC)30ppm/CIBIAS电流399444489AIBIAS电流温度系数(TC)30ppm/C基准电压输入/输出基准电压输入3基准输入电压4.9555.05V额定性能直流输入阻抗2530k基准电压输出输出电压4.9955.0005.005VTA=25C基准电压TC3,41.810ppm/C输出噪声(0.1Hz至10Hz)318Vp-p噪声频谱密度3100nV/Hz10kHz输出电压漂移与时间的关系350ppm1000小时后漂移,TA=125C容性负载3600nF负载电流35mA短路电流37mA负载调整率395ppm/mA数字输入3符合JEDEC标准输入高电压VIH2V输入低电压VIL0.8V输入电流1+1A每引脚引脚电容10pF每引脚数字输出3SDO输出低电压VOL0.4V200A吸电流输出高电压VOHDVCC0.5V200A源电流高阻抗漏电流1+1A高阻抗输出电容5pFFAULT0.4V10k上拉电阻接DVCC输出低电压VOL输出低电压VOL0.6V2.5mA负载电流输出高电压VOH3.6V10k上拉电阻接DVCC电源要求AVDD10.840VTSSOP封装10.860VLFCSP封装DVCC输入电压2.75.5V内部电源禁用输出电压4.5V可采用最高5.5V电源过驱DVCC输出负载电流35mA短路电流320mAAIDD3mA输出禁用4mA输出使能DICC1mAVIH=DVCC,VIL=GND功耗144mWAVDD=40V,IOUT=0mA50mWAVDD=15V,IOUT=0mA1温度范围:
40C至+85C,典型值+25C。
2对于0mA至20mA和0mA至24mA范围,INL采用码256(AD5420)和码16(AD5410)测量。
3过设计和表征保证,未经生产测试。
4片内基准电压源在25C和85C进行生产调整和测试;表征温度范围40C至+85C。
AD5410/AD5420Rev.E|Page5of32表2.参数1最小值典型值最大值单位测试条件/注释动态性能输出电流建立时间210s16mA步进,至0.1%FSR40s16mA步进,至0.1%FSR,L=1mHACPSRR75dB200mV、50Hz/60Hz正弦波叠加于电源电压上表3.参数1,2,3TMIN、TMAX时的限值单位描述写入模式t133ns,最小值SCLK周期时间t213ns,最小值SCLK低电平时间t313ns,最小值SCLK高电平时间t413ns,最小值LATCH延迟时间t540ns,最小值LATCH高电平时间t55s,最小值对控制寄存器执行一次写操作后的LATCH高电平时间t65ns,最小值数据建立时间t75ns,最小值数据保持时间t840ns,最小值LATCH低电平时间t920ns,最小值CLEAR脉冲宽度t105s,最大值CLEAR激活时间回读模式t1190ns,最小值SCLK周期时间t1240ns,最小值SCLK低电平时间t1340ns,最小值SCLK高电平时间t1413ns,最小值LATCH延迟时间t1540ns,最小值LATCH高电平时间t165ns,最小值数据建立时间t175ns,最小值数据保持时间t1840ns,最小值LATCH低电平时间t1935ns,最小值串行输出延迟时间(CLSDO=50pF)4t2035ns,最小值LATCH上升沿至SDO三态菊花链模式t2190ns,最小值SCLK周期时间t2240ns,最小值SCLK低电平时间t2340ns,最小值SCLK高电平时间t2413ns,最小值LATCH延迟时间t2540ns,最小值LATCH高电平时间t265ns,最小值数据建立时间t275ns,最小值数据保持时间t2840ns,最小值LATCH低电平时间t2935ns,最大值串行输出延迟时间(CLSDO=50pF)41通过表征保证,未经生产测试。
2所有输入信号均指定tR=tF=5ns(10%到90%的DVCC)并从1.2V电平起开始计时。
3参见图2、图3和图4。
4CLSDO=SDO输出端的容性负载。
交流工作特性AVDD=10.8V至26.4V,GND=0V,REFIN=5V外部基准电压,DVCC=2.7V至5.5V,RLOAD=300;除非另有说明,所有规格在TMIN至TMAX范围。
1通过设计和表征保证,未经生产测试。
2数字压摆率控制特性禁用,CAP1=CAP2=开路。
时序特性AVDD=10.8V至26.4V,GND=0V,REFIN=5V外部基准电压,DVCC=2.7V至5.5V,RLOAD=300;除非另有说明,所有规格在TMIN至TMAX范围。
AD5410/AD5420Rev.E|Page6of32DB23SCLKLATCHSDIN2421DB0t1t2t6t7t8t9t10t3t4t5CLEARIOUT07027-002图2.写入模式时序图AD5410/AD5420SCLKLATCHSDIN2421DB0DB23t11t12t13t14t15t16t17t18t19t20SDODB23SELECTEDREGISTERDATACLOCKEDOUTNOPCONDITIONUNDEFINEDDATAINPUTWORDSPECIFIESREGISTERTOBEREAD1224DB0DB0DB15XXXX829322FIRST8BITSAREDONTCAREBITS07027-003图3.回读模式时序图SCLKSDIN2421DB0SDODB0DB0INPUTWORDFORDACNINPUTWORDFORDACN1UNDEFINEDINPUTWORDFORDACN254826LATCHt21t22t23t24t27t28t26t29t25DB23DB23DB23DB23DB007027-004图4.菊花链模式时序图Rev.E|Page7of32表4.参数额定值AVDD至GND0.3V至+60VDVCC至GND0.3V至+7V数字输入至GND0.3V至DVCC+0.3V或+7V(取较小者)数字输出至GND0.3V至DVCC+0.3V或+7V(取较小者)REFIN、REFOUT至GND0.3V至+7VIOUT至GND0.3V至AVDD工作温度范围工业40C至+85C1存储温度范围65C至+150C结温(TJ最大值)125C24引脚TSSOP_EP封装热阻JA35C/W2热阻JC9C/W40引脚LFCSP封装热阻JA33C/W2热阻JC4C/W功耗(TJ最大值TA)/JA引脚温度JEDEC工业标准焊接J-STD-020ESD(人体模型)2kVESD警告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。
绝对最大额定值除非另有说明,TA=25C。
高达80mA的瞬态电流不会造成SCR闩锁。
1为使结温低于125C,必须降低芯片额定功耗。
这里假设最大功耗条件为从AVDD向地提供24mA电流,片内电流为4mA。
2热阻仿真值基于带散热通孔的JEDEC2S2P热测试板。
参考:
JEDECJESD51文档。
注意,超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏。
这只是额定最值,并不能以这些条件或者在任何其它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下,推断器件能否正常工作。
长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。
AD5410/AD5420Rev.E|Page8of32引脚配置和功能描述123456789101211DVCCFAULTGNDLATCHCLEARGNDGNDSCLKSDINGNDGNDSDO202122232419181716151413NCCAP2CAP1R3SENSENOTES1.NC=NOCONNECT.2.GROUNDREFERENCECONNECTION.ITISRECOMMENDEDTHATTHEEXPOSEDPADBETHERMALLYCONNECTEDTOACOPPERPLANEFORENHANCEDTHERMALPERFORMANCE.IOUTBOOSTNCDVCCSELECTRSETREFOUTREFINAVDDAD5410/AD5420TOPVIEW(NottoScale)07027-005图5.TSSOP引脚配置07027-053PIN1INDICATOR1NC23GND4GND5CLEAR6LATCH7SCLK8SDIN9SDO10NC23DVCCSELECT24NC25R3SENSE26IOUT27BOOST28CAP129CAP230NC22NC21NC11CN21DNG31DNG51DNG71TUOFER61RTES81NIFER91CN02CN41DNG33CN43CN53CN63AVDD73DNG83CN93VDCC04CN23CN13CNTOPVIEW(NottoScale)AD5410/AD5420FAULTNOTES1.NC=NOCONNECT.2.GROUNDREFERENCECONNECTION.ITISRECOMMENDEDTHATTHEEXPOSEDPADBETHERMALLYCONNECTEDTOACOPPERPLANEFORENHANCEDTHERMALPERFORMANCE.图6.LFCSP引脚配置表5.引脚功能描述TSSOP引脚编号LFCSP引脚编号引脚名称描述1,4,5,123,4,14,15,37GND这些引脚必须接地。
239DVCC数字电源引脚。
电压范围从2.7V至5.5V。
32FAULT故障提醒。
当检测到IOUT与GND之间开路或者检测到过温时,该引脚置位低电平。
FAULT引脚为开漏输出,必须通过上拉电阻(典型值10k)连接到DVCC。
65CLEAR76LATCH87SCLK98SDIN串行数据输入。
数据在SCLK的上升沿必须有效。
109SDO1112,13GND接地基准引脚。
1316RSET1417REFOUT1518REFIN外部基准电压输入。
针对额定性能,VREFIN=5V50mV。
1623DVCCSELECT17,231,10,11,19,20,21,22,24,30,31,32,33,34,35,38,40NC请勿连接这些引脚。
高电平有效输入。
置位该引脚时,输出电流设为0mA或4mA的初始值,具体取决于设定的输出范围,即0mA至20mA、0mA至24mA还是4mA至20mA。
对正边沿敏感的锁存。
上升沿并行将输入移位寄存器数据载入相关寄存器。
如果是数据寄存器,则也会更新输出电流。
串行时钟输入。
数据在SCLK的上升沿逐个输入移位寄存器。
工作时钟速度最高可达30MHz。
当该引脚接GND时,内部电源禁用,必须将外部电源接到DVCC引脚。
不连接该引脚时,内部电源使能。
参见AD5410/AD5420特性部分。
内部基准电压输出。
TA=25C时,VREFOUT=5V5mV。
典型温度漂移为1.8ppm/C。
可以将一个外部精密、低漂移15k电流设置电阻连接到该引脚,以改善器件的整体性能。
参见技术规格和AD5410/AD5420特性部分。
串行数据输出。
在菊花链或回读模式下,该引脚用于从器件逐个输出数据。
数据在SCLK的下降沿逐个输出。
参见图3和图4。
AD5410/AD5420Rev.E|Page9of32TSSOP引脚编号LFCSP引脚编号引脚名称描述1825R3SENSE1926IOUT电流输出引脚。
2027BOOST2128CAP1可选输出滤波电容的连接引脚。
参见AD5410/AD5420特性部分。
2229CAP22436AVDD正模拟电源引脚。
电压范围从10.8V至40V。
25(EPAD)41(EPAD)裸露焊盘在该引脚与BOOST引脚之间测得的电压与输出电流成正比,可以用于监控和反馈特性。
该引脚只应用作电压检测输出;不应从该引脚引出电流。
参见AD5410/AD5420特性部分。
接地基准连接。
建议将裸露焊盘与一个铜片形成散热连接,以增强散热性能。
可选输出滤波电容的连接引脚。
参见AD5410/AD5420特性部分。
另外,HART输入连接参见“产品特性”部分。
可选外部晶体管连接。
连接外部晶体管可降低AD5410/AD5420的功耗。
参见AD5410/AD5420特性部分。
AD5410/AD5420Rev.E|Page10of32典型性能参数0.0100.0080.0060.0040.00200.0020.004010,00020,00030,00040,00050,00060,000INLERROR(%FSR)CODE07027-006EXTERNALRSETINTERNALRSETEXTERNALRSET,BOOSTTRANSISTORINTERNALRSET,BOOSTTRANSISTORAVDD=2.4VTA=25CRLOAD=250图7.积分非线性误差与码的关系1.00.80.60.20.400.20.40.60.81.0010,00020,00030,00040,00050,00060,000DNLERROR(LSB)CODE07027-007EXTERNALRSETINTERNALRSETEXTERNALRSET,BOOSTTRANSISTORINTERNALRSET,BOOSTTRANSISTORAVDD=24VTA=25CRLOAD=250图8.微分
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