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2009 Microchip Technology Inc. DS22187D_CN 第 1 页
MCP4728
特性
• 带四路缓冲输出的 12 位电压输出 DAC
• 片上非易失性存储器 (EEPROM)用于 DAC 代
码和 I
2
C
TM
地址位
• 内部或外部电压基准选择
• 输出电压范围:
- 使用内部 V
REF
(2.048V):
0.000V 至 2.048V (增益设置 = 1)
0.000V 至 4.096V (增益设置 = 2)
- 使用外部 V
REF
(V
DD
): 0.000V 至 V
DD
• ±0.2 LSB DNL (典型值)
•6µs 的快速稳定时间 (典型值)
• 正常或关断模式
• 低功耗
• 单电源工作: 2.7V 至 5.5V
•I
2
C 接口:
- 地址位: 用户可编程到 EEPROM
- 标准 (100 kbps)、快速 (400 kbps)和高
速(3.4 Mbps)模式
•10引脚 MSOP 封装
• 扩展级温度范围: -40°C 至 +125°C
应用
• 设定点或失调微调
• 传感器校准
• 闭环伺服控制
• 低功耗便携式仪表
•PC 外设
• 可编程电压和电流源
• 工业过程控制
•仪表
• 功率放大器的偏压调整
概述
MCP4728 是 12 位四通道电压输出数模转换器
(Digital-to-Analog Convertor, DAC),具有非易失性
存储器(EEPROM)。其片上精密输出放大器使其能够
达到轨对轨模拟输出摆幅。
用户可使用 I
2
C 串行接口命令将 DAC 输入代码、器件
配置位和 I
2
C 地址位烧写到非易失性存储器
(EEPROM)中。非易失性存储器功能使得 DAC 器件
在断电期间仍能够保持 DAC 输入代码,且 DAC 在上电
后根据保存的设置立即产生输出。当 DAC 器件用作应
用网络中其他器件的支持器件时,此功能非常有用。
MCP4728 器件具有高精密内部电压基准
(V
REF
= 2.048V)。 用户可以为每个通道独立选择使用
内部电压基准或外部电压基准 (V
DD
)。
通过设置配置寄存器位,可以使每个通道独立工作于正
常或关断模式。在关断模式, 关断通道中的绝大部分内
部电路被关断,以节省功耗,同时输出放大器可配置成
连接到预置的低、中和高电阻输出负载。
MCP4728 器件包括用于确保可靠上电的上电复位
(Power-On-Reset,POR)电路和用于为 EEPROM 提
供编程电压的片上电荷泵。
MCP4728 具有 2 线 I
2
C 兼容串行接口,可用于标准
(100 kHz)、快速 (400 kHz)或高速 (3.4 MHz)模
式。
MCP4728 是适用于设计简单且高精密应用的理想 DAC
器件,且适合于要求在断电期间保存 DAC 器件设置的
应用。
MCP4728 器件提供 10引脚MSOP封装,且工作于2.7V
至 5.5V 单电源电压。
带 EEPROM 存储器的 12 位四通道数模转换器
MCP4728
DS22187D_CN 第 2 页 2009 Microchip Technology Inc.
封装类型
功能框图
1
2
3
4
10
6
7
8
V
DD
SCL
SDA
V
SS
V
OUT
D
V
OUT
C
LDAC
RDY/BSY
9
5
V
OUT
B
V
OUT
A
MSOP-10
MCP4728
V
DD
V
SS
SCL
SDA
V
OUT
A
LDAC
输入
寄存器 A
输入
寄存器 B
输入
寄存器 C
输入
寄存器 D
输出
寄存器 A
电阻串 DAC A
EEPROM C
EEPROM D
EEPROM B
EEPROM A
关断控制
电阻串 DAC B
电阻串 DAC C
电阻串 DAC D
输出逻辑
运放 A
V
OUT
B
关断控制
输出逻辑
V
OUT
C
关断控制
输出逻辑
V
OUT
D
关断控制
输出逻辑
增益
控制
增益
控制
增益
控制
增益
控制
V
REF
A
V
REF
B
V
REF
C
V
REF
D
V
REF
选择
V
REF
内部 V
REF
(2.048V)
RDY/BSY
I
2
C 接口逻辑
V
DD
(V
REF
A、V
REF
B、V
REF
C 和 V
REF
D)
输出
寄存器 B
输出
寄存器 C
输出
寄存器 D
运放 B
运放 C
运放 D
UDAC
UDAC
UDAC
UDAC
2009 Microchip Technology Inc. DS22187D_CN 第 3 页
MCP4728
1.0 电气特性
绝对最大值 †
V
DD
...................................................................................6.5V
所有输入和输出相对于 V
SS
的电压 ........... -0.3V 至 V
DD
+0.3V
输入引脚上的电流 .........................................................±2 mA
电源引脚上的电流 ..................................................... ±110 mA
输出引脚上的电流 .......................................................±25 mA
存储温度....................................................... -65°C 至 +150°C
施加电源时的环境温度 ................................. -55°C 至 +125°C
所有引脚上的 ESD 保护....................≥4kVHBM, ≥ 400V MM
最大结温 (T
J
)........................................................... +150°C
† 注:如果器件运行条件超过上述各项绝对最大值,可能对器
件造成永久性损坏。上述参数仅是允许条件的极大值,我们不
建议使器件运行在超过或在技术规范以外的条件下运行。器件
长时间工作在绝对最大值条件下,其稳定性可能受到影响。
电气规范
电气规范:除非另外声明,否则所有参数符合以下条件:V
DD
= + 2.7V 至 5.5V、 V
SS
= 0V、 R
L
= 5 kΩ、
C
L
= 100 pF、 G
X
= 1 且 T
A
= -40°C 至 +125°C。典型值为 +25°C、 V
IH
= V
DD
和 V
IL
= V
SS
时测得。
参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件
电源要求
工作电压 V
DD
2.7 5.5 V
使用外部电压基准时的电
源电流 (V
REF
= V
DD
)
(注 1)
I
DD_EXT
— 800 1400 µA V
REF
= V
DD
, V
DD
= 5.5V
4 个通道均处于正常工作模式。
—600— µA3个通道处于正常工作模式,
1 个通道处于关断模式。
—400— µA2个通道处于正常工作模式,
2 个通道处于关断模式。
—200— µA1个通道处于正常工作模式,
3 个通道处于关断模式。
使用外部电压基准时的关
断电流
I
PD_EXT
—40—nA4个通道均处于关断模式。
(V
REF
= V
DD
)
使用内部电压基准时的电
源电流 (V
REF
= 内部)
(注 1)
I
DD_INT
— 800 1400 µA V
REF
= 内部基准
V
DD
= 5.5V
4 个通道均处于正常工作模式。
—600— µA3个通道处于正常工作模式,
1 个通道处于关断模式。
—400— µA2个通道处于正常工作模式,
2 个通道处于关断模式。
—200— µA1个通道处于正常工作模式,
3 个通道处于关断模式。
使用内部电压基准时的关
断电流
I
PD_INT
—4560µA4个通道均处于关断模式。
V
REF
= 内部基准
注 1: 所有数字输入引脚 (SDA、 SCL 和 LDAC
)连接到高电平。输出引脚未接负载,代码 = 0x000。
2: 上电斜率为测量 V
DD
的上升随时间变化率。
3: 此参数仅为设计参数,未经 100% 测试。
4: 此参数仅为设计参数,未经 100% 测试。
5: 测试代码范围:100 至 4000, V
REF
= V
DD
, V
DD
= 5.5V。
6: 从外部电压基准切换成内部电压基准 (或反之)时稳定成新的电压基准的时延。
7: 此参数通过测试失调误差和增益误差间接测得。
8: 当代码从 1/4 满量程跳变成 3/4 满量程时,在最终值的 1/2 LSB 范围内。
9: 此时间延迟测量从 I
2
C 命令的 ACK 脉冲下降沿至 V
OUT
开始输出。此时间延迟不包括输出稳定时间参数。
MCP4728
DS22187D_CN 第 4 页 2009 Microchip Technology Inc.
上电复位阈值电压 V
POR
—2.2— V所有电路包括 EEPROM 准备就
绪,可正常工作。
上电斜率 V
RAMP
1——V/s
注 2 和注 4
直流精度
分辨率 n12——位 代码变化:000h 至 FFFh
INL 误差 INL — ±2 ±13 LSB (注 5)
DNL 误差 DNL -0.75 ±0.2 ±0.75 LSB (注 5)
失调误差 V
OS
—5 20mV代码 = 000h
见图 2-24
失调误差漂移 ∆V
OS
/°C — ±0.16 — ppm/°C -45°C 至 +25°C
— ±0.44 — ppm/°C +25°C 至 +125°C
增益误差 G
E
-1.25 0.4 +1.25 % FSR 代码 = FFFh
不包含失调误差;
典型值在常温下测得;
见图 2-25
增益误差漂移
∆G
E
/°C — -3 — ppm/°C
内部电压基准 (V
REF
),( 注 3)
内部电压基准 V
REF
2.007 2.048 2.089 V
温度系数 ∆V
REF
/°C —
—
125
0.25
—
—
ppm/°C
LSB/°C
-40 至 0°C
-40 至 0°C
—
—
45
0.09
—
—
ppm/°C
LSB/°C
0 至 +125°C
0 至 +125°C
基准电压输出噪声 E
NREF
—290—µV
p-p
代码 = FFFh,
0.1 - 10 Hz, G
x
=1
输出噪声密度 e
NREF
—1.2— 代码 = FFFh, 1kHz, G
x
=1
—1.0— 代码 = FFFh, 10 kHz, G
x
=1
1/f 拐点频率 f
CORNER
—400— Hz
模拟输出 (输出放大器)
输出电压摆幅 V
OUT
—FSR— V(注 7)
满量程范围
(注 7)
FSR — V
DD
—VV
REF
= V
DD
FSR = 0.0V 至 V
DD
—V
REF
—VV
REF
= 内部基准, G
x
=1,
FSR = 0.0 V 至 V
REF
—2 * V
REF
—VV
REF
= 内部基准, G
x
=2,
FSR = 0.0V 至 2*V
REF
电气规范 (续)
电气规范:除非另外声明,否则所有参数符合以下条件:V
DD
= + 2.7V 至 5.5V、 V
SS
= 0V、 R
L
= 5 kΩ、
C
L
= 100 pF、 G
X
= 1 且 T
A
= -40°C 至 +125°C。典型值为 +25°C、 V
IH
= V
DD
和 V
IL
= V
SS
时测得。
参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件
注 1: 所有数字输入引脚 (SDA、 SCL 和 LDAC
)连接到高电平。输出引脚未接负载,代码 = 0x000。
2: 上电斜率为测量 V
DD
的上升随时间变化率。
3: 此参数仅为设计参数,未经 100% 测试。
4: 此参数仅为设计参数,未经 100% 测试。
5: 测试代码范围:100 至 4000, V
REF
= V
DD
, V
DD
= 5.5V。
6: 从外部电压基准切换成内部电压基准 (或反之)时稳定成新的电压基准的时延。
7: 此参数通过测试失调误差和增益误差间接测得。
8: 当代码从 1/4 满量程跳变成 3/4 满量程时,在最终值的 1/2 LSB 范围内。
9: 此时间延迟测量从 I
2
C 命令的 ACK 脉冲下降沿至 V
OUT
开始输出。此时间延迟不包括输出稳定时间参数。
H
Z
µV
2009 Microchip Technology Inc. DS22187D_CN 第 5 页
MCP4728
输出电压稳定时间 T
SETTLING
—6—µs(注 8)
从关断模式退出时的模拟
输出时间延迟
Td
ExPD
—4.5— µsV
DD
= 5V (注 4)( 注 9)
到新电压基准稳定的时间
延迟 (注 4)
Td
REF
— 26 — µs 从外部基准切换成内部基准
— 44 — µs 从内部基准切换成外部基准
电源抑制比 PSRR — -57 — dB V
DD
= 5V± 10%, V
REF
= 内部基准
容性负载稳定度 C
L
— — 1000 pF R
L
= 5 kΩ,无振荡 (注 4)
压摆率 SR — 0.55 — V/µs
相位容限
p
M
—66—度(°) C
L
= 400 pF, R
L
= ∞
短路电流 I
SC
—1524mAV
DD
= 5V,所有 V
OUT
引脚 = 接地,
室温下测试。
短路电流周期 T
SC_DUR
— ∞ — 小时 (注 4)
直流输出阻抗
(注 4)
R
OUT
—1—Ω 正常工作模式
—1—kΩ 关断模式 1
(PD1:PD0 = 0:1), V
OUT
至 V
SS
—100— kΩ 关断模式 2
(PD1:PD0 = 1:0), V
OUT
至 V
SS
—500— kΩ 关断模式 3
(PD1:PD0 = 1:1), V
OUT
至 V
SS
动态性能 (注 4)
主要代码跳变毛刺 —45—nV-s在主跳变 (7FFh 至 800h)的
1LSB 内变化
数字馈通 —<10—nV-s
模拟串扰 —<10—nV-s
DAC 至 DAC 串扰 —<10—nV-s
数字接口
输出低电平电压 V
OL
——0.4VI
OL
= 3 mA
SDA 和 RDY/BSY
引脚
电气规范 (续)
电气规范:除非另外声明,否则所有参数符合以下条件:V
DD
= + 2.7V 至 5.5V、 V
SS
= 0V、 R
L
= 5 kΩ、
C
L
= 100 pF、 G
X
= 1 且 T
A
= -40°C 至 +125°C。典型值为 +25°C、 V
IH
= V
DD
和 V
IL
= V
SS
时测得。
参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件
注 1: 所有数字输入引脚 (SDA、 SCL 和 LDAC
)连接到高电平。输出引脚未接负载,代码 = 0x000。
2: 上电斜率为测量 V
DD
的上升随时间变化率。
3: 此参数仅为设计参数,未经 100% 测试。
4: 此参数仅为设计参数,未经 100% 测试。
5: 测试代码范围:100 至 4000, V
REF
= V
DD
, V
DD
= 5.5V。
6: 从外部电压基准切换成内部电压基准 (或反之)时稳定成新的电压基准的时延。
7: 此参数通过测试失调误差和增益误差间接测得。
8: 当代码从 1/4 满量程跳变成 3/4 满量程时,在最终值的 1/2 LSB 范围内。
9: 此时间延迟测量从 I
2
C 命令的 ACK 脉冲下降沿至 V
OUT
开始输出。此时间延迟不包括输出稳定时间参数。
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