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4-20mA输出隔离芯片AD5422BREZ.PDF
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更新于2023-05-28
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工业级AO芯片4-20mA隔离输出.可以扩展hart连接能力,进口芯片超级稳定.提供电路图全中文说明
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Tel: 781.329.4700 ©2009–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
表1. 引脚兼容器件
产品型号 描述
AD5410 单通道、12位、
串行输入电流源DAC
AD5420 单通道、16位、
串行输入电流源DAC
AD5412/AD5422
单通道、12/16位、串行输入、内置电流源
和电压输出DAC,具有HART连接能力
特性
12/16位分辨率和单调性
电流输出范围:4 mA至20 mA、0 mA至20 mA、0 mA至24 mA
总非调整误差(TUE):±0.01 %(典型值,FSR)
输出漂移:±3 ppm/
电压输出范围:0 V至5 V、0 V至10 V、
±
5 V、
±
10 V
允许超量程范围:10%
总非调整误差(TUE):±0.01 %(典型值,FSR)
输出温漂:±2 ppm/
°C
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10 ppm/
°C
可选的稳压DV
CC
输出
异步清零功能
电源电压范围
AV
DD
:10.8 V至40 V
AV
SS
:−26.4 V至−3 V/0 V
输出环路顺从电压:AV
DD
−
2.5 V
温度范围:
−
40
°C
至+85
°C
TSSOP和LFCSP封装
应用
过程控制
执行器控制
PLC
HART网络连接(仅适用于LFCSP封装)
概述
AD5412/AD5422是低成本、精密、完全集成、12/16位数模
转换器(DAC),内置可编程电流源和可编程电压输出,设
计用于满足工业过程控制应用的需要。
输出电流范围可编程设置为4 mA至20 mA、0 mA至20 mA
或者超量程的0 mA至24 mA。
此产品的LFCSP版本有一个CAP2引脚,可以将HART信号
耦合到AD5412/AD5422的电流输出上。
电压输出由一个独立引脚提供,该引脚可配置成提供0 V至
5 V、0 V至10 V、±5 V或±10 V输出范围;所有范围均提供
10%的超量程。
模拟输出有短路和开路保护,可驱动1 μF的容性负载。
器件采用10.8 V至40 V的AV
DD
电源电压范围工作。输出环路
顺从电压为0 V至AV
DD
– 2.5 V。
灵活的串行接口为SPI和MICROWIRE兼容型,可以采用三
线式模式工作,从而极大地降低隔离应用的数字隔离要求。
器件还包括上电复位功能,确保器件在已知状态下上电。
该器件还含有一个异步清零引脚(CLEAR),它可将输出设
置为零电平/中间电平电压输出或将输出设置为选定电流范
围的低端。
在电流模式和电压模式下,总输出误差典型值均为
±0.01%。
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配套产品
HART调制解调器:AD5700、AD5700-1

Rev. H | Page 2 of 44
目录
特性.................................................................................................. 1
应用.................................................................................................. 1
概述.................................................................................................. 1
配套产品......................................................................................... 1
修订历史......................................................................................... 3
功能框图......................................................................................... 4
技术规格......................................................................................... 5
交流工作特性........................................................................... 8
时序特性.................................................................................... 9
绝对最大额定值.......................................................................... 11
ESD警告................................................................................... 11
引脚配置和功能描述 ................................................................. 12
典型性能参数 .............................................................................. 14
概述 .......................................................................................... 14
电压输出.................................................................................. 16
电流输出.................................................................................. 21
术语................................................................................................ 25
工作原理....................................................................................... 27
架构 .......................................................................................... 27
串行接口.................................................................................. 28
上电状态.................................................................................. 29
数据寄存器 ............................................................................. 31
控制寄存器 ............................................................................. 31
复位寄存器 ............................................................................. 32
状态寄存器 ............................................................................. 32
AD5412/AD5422特性................................................................. 33
故障报警.................................................................................. 33
电压输出短路保护 ................................................................ 33
电压输出超量程..................................................................... 33
电压输出驱动-检测............................................................... 33
异步清零(CLEAR) ................................................................. 31
内部基准电压源..................................................................... 33
外部电流设置电阻 ................................................................ 33
数字电源.................................................................................. 34
外部增强功能......................................................................... 34
外部补偿电容......................................................................... 34
HART通信............................................................................... 34
数字压摆率控制..................................................................... 34
I
OUT
滤波电容(LFCSP封装)................................................... 35
应用信息....................................................................................... 37
相同引脚上的电压和电流输出范围 ................................. 37
驱动感性负载......................................................................... 37
瞬变电压保护......................................................................... 37
电流隔离接口......................................................................... 37
微处理器接口......................................................................... 37
布局指南.................................................................................. 38
散热和电源考量..................................................................... 38
工业模拟输出模块 ................................................................ 39
支持工业HART的模拟输出应用 ....................................... 39
外形尺寸....................................................................................... 41
订购指南.................................................................................. 42
AD5412/AD5422

Rev. H | Page 3 of 44
修订历史
2013年6月—修订版G至修订版H
更改表6中的REFOUT引脚....................................................... 12
更改“相同引脚上的电压和电流输出范围”部分和图75..... 36
2013年3月—修订版F至修订版G
将TSSOP_EP θ
JA
从42/W改为35/W,
将LFCSP θ
JA
从28/W改为33/W,增加尾注2 ......................... 11
增加图67 ....................................................................................... 30
更改表15中的REXT描述........................................................... 31
更改表21 ....................................................................................... 33
更改“散热和电源考量”部分..................................................... 38
更改表25 ....................................................................................... 39
2012年7月—修订版E至修订版F
更新外形尺寸 .............................................................................. 40
更改订购指南 .............................................................................. 40
2012年5月—修订版D至修订版E
重新组织布局 ..........................................................................通篇
更改产品名称 ................................................................................ 1
更改“特性”部分、“应用”部分和“概述”部分;
增加“配套产品”部分.................................................................... 1
更改图1 ........................................................................................... 3
更改表1中的失调误差温度系数(TC)参数.............................. 4
更改表6 ......................................................................................... 12
更改“上电状态”部分.................................................................. 29
增加“HART通信”部分和图68,重新排序 ............................ 33
增加“相同引脚上的电压和电流输出范围”部分和图74..... 36
增加“支持工业HART的模拟输出应用”部分........................ 38
增加图79 ....................................................................................... 39
2011年11月—修订版C至修订版D
更改表15 ....................................................................................... 29
2010年3月—修订版B至修订版C
更改表5中的AV
SS
至GND参数.................................................. 10
2010年2月—修订版A至修订版B
更改散热和电源考量部分及表25 .......................................... 36
2009年8月—修订版0至修订版A
更改表2 ........................................................................................... 4
更改表3 ........................................................................................... 7
更改表4简介 .................................................................................. 8
更改表5简介和表5...................................................................... 10
更改引脚配置和功能描述部分,增加图6,
后续图重新编号.......................................................................... 11
更改工作原理部分 ..................................................................... 26
更改架构部分 .............................................................................. 26
更改AD5412/AD5422特性部分 ............................................... 31
增加IOUT滤波电容(LFCSP封装)部分,
加入图69至图72和表24 ............................................................. 33
更改“散热和电源考量”部分..................................................... 36
更新外形尺寸 .............................................................................. 38
更改订购指南 .............................................................................. 39
2009年5月—修订版0:初始版
AD5412/AD5422

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功能框图
INPUT SHIFT
REGISTER
AND CONTROL
LOGIC
POWER-ON
RESET
VREF
AD5412/AD5422
12-/16-BIT
DAC
12/16
LATCH
SCLK
SDIN
SDO
REFOUT REFIN
RANGE
SCALING
GND C
COMP
–V
SENSE
V
OUT
+V
SENSE
R
SET
R
SET
I
OUT
BOOST
FAULT
CLEAR
CLEAR
SE
LECT
DV
CC
SELECT
DV
CC
AV
SS*CAP1
*
PINS ONLY ON LFCSP OPTION.
*CAP2
AV
DD
R2
06996-001
R3
4.5V LDO
图1.
AD5412/AD5422

Rev. H | Page 5 of 44
表2.
参数
1
最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释
电压输出
输出电压范围 0 5 V
0 10 V
−5 +5 V
−10 +10 V
精度 输出端无负载
分辨率 16 位 AD5422
12 位 AD5412
总非调整误差(TUE)
B级 −0.1 +0.1 % FSR
−0.05 ±0.01 +0.05 % FSR T
A
= 25°C
A级 −0.3 +0.3 % FSR
−0.1 ±0.05 +0.1 % FSR T
A
= 25°C
相对精度(INL)
2
−0.008 +0.008 % FSR AD5422
−0.032 +0.032 % FSR AD5412
差分非线性(DNL) −1 +1 LSB 保证单调性
双极性零误差 −6 +6 mV 双极性输出范围
双极性输出范围
−1.5 ±0.2 +1.5 mV T
A
= 25°C,双极性输出范围
双极性零误差温度系数(TC)
3
±3 ppm FSR/°C
零电平误差 −5 +5 mV
−3.5 ±0.3 +3.5 mV T
A
= 25°C
零电平误差温度系数(TC)
3
±2 ppm FSR/°C
失调误差 −4 +4 mV 单极性输出范围
−1.5 ±0.2 +1.5 mV T
A
= 25°C,单极性输出范围
失调误差温度系数(TC)
3
±2 ppm FSR/°C 单极性输出范围
增益误差 −0.07 +0.07 % FSR
−0.05 ±0.004 +0.05 % FSR T
A
= 25°C
增益误差温度系数(TC)
3
±1 ppm FSR/°C
满量程误差 −0.07 +0.07 % FSR
−0.05 ±0.001 +0.05 % FSR T
A
= 25°C
满量程误差温度系数(TC)
3
±1 ppm FSR/°C
输出特性
3
裕量 0.5 0.8 V 输出端无负载
输出电压漂移与时间的关系 90 ppm FSR 1000小时后漂移,T
A
= 125°C
短路电流 20 mA
负载 1 kΩ
容性负载稳定性 T
A
= 25°C
R
LOAD
= ∞ 20 nF
R
LOAD
= 1 kΩ 5 nF
R
LOAD
= ∞ 1 µF 连接4 nF外部补偿电容
直流输出阻抗 0.3 Ω
上电时间 10 µs
技术规格
AV
DD
= 10.8 V至26.4 V,AV
SS
= −26.4 V至−3 V/0 V,AV
DD
+ |AV
SS
| < 52.8 V,GND = 0 V,REFIN = 5 V(外部);DV
CC
= 2.7 V至
5.5 V。除非另有说明,V
OUT
: R
LOAD
= 1 kΩ,C
L
= 200 pF,I
OUT
: R
LOAD
= 350 Ω;所有技术规格均相对于T
MIN
至T
MAX
而言。
AD5412/AD5422
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