ADI 5383 通道監(jiān)控功能

電路功能與優(yōu)勢(shì)

在多通道 DAC 系統(tǒng)中，如果能夠在單點(diǎn)監(jiān)控所有輸出，將是故障排除和診斷分析的一大優(yōu)勢(shì)。此電路利用單通道 SAR ADC 提供多通道 DAC 輸出通道監(jiān)控。 AD5383 與 AD7476 組合可提供一個(gè)完整的 32 通道模擬輸出控制解決方案，并針對(duì)系統(tǒng)調(diào)試、故障和診斷分析實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的監(jiān)控功能。

電路描述

此電路采用 AD5383 32 通道、12 位 DAC，該器件內(nèi)置多路復(fù)用器，可以將所有 32 個(gè)輸出通道獨(dú)立路由至單輸出引腳(MON_OUT)。然后， 通過外部 ADC (AD7476)來監(jiān)控該引腳。與單獨(dú)監(jiān)控每個(gè)通道相比，此方法所需的電路要少得多。

在可變光衰減器、自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)電平設(shè)置、儀器儀表和工業(yè)控制系統(tǒng)等應(yīng)用中， 選擇 ADC 的重要標(biāo)準(zhǔn)是簡(jiǎn)單、易用監(jiān)控功能使能后，控制器輸出端口會(huì)選擇要監(jiān)控的通道，輸入端口則讀取 ADC 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。AD7476 等 SAR ADC 是此類應(yīng)用的理想選擇。

AD5383 是一款完整的 32 通道、12 位 DAC，采用單電源供電并提供 100 引腳 LQFP 封裝。所有 32 個(gè)通道均分別具有一個(gè)以軌到軌方式工作的片內(nèi)輸出放大器。AD5383 內(nèi)置通道監(jiān)控功能，該功能由一個(gè)通過串行接口尋址的多路復(fù)用器實(shí)現(xiàn)，任意通道輸出均可路由至監(jiān)控輸出(MON_OUT)引腳，以便利用一個(gè)外部 ADC 進(jìn)行監(jiān)控。此外，AD5383 還可用于監(jiān)控四個(gè)外部輸入（MON_IN1、MON_IN2、MON_IN3 和MON_IN4）。圖 1中，基準(zhǔn)電壓通過MON_IN1 直接監(jiān)控。而 3.3 V電源總線電壓會(huì)進(jìn)行 2/3（利用 100 kΩ和 200 kΩ電阻實(shí)現(xiàn)）分頻并通過MON_IN2 監(jiān)控。分頻器使所監(jiān)控電壓處于 2.2 V，大約在ADC（滿量程電壓等于AVCC）工作范圍的中間位置。任何通道要路由至MON_OUT，首先必須在控制寄存器中使能該通道監(jiān)控功能。

AD7476 ADC 提供 12 位分辨率，采用 2.35 V 至 5.25 V 單電源供電，集成基準(zhǔn)電壓源，具有低功耗、小尺寸特點(diǎn)和串行接口，吞吐速率最高可達(dá) 1 MSPS，并提供 6 引腳 SOT-23 封裝，符合應(yīng)用要求。該器件的基準(zhǔn)電壓從 AVCC 獲得，從而為 ADC 提供最寬的動(dòng)態(tài)輸入范圍；因此，其模擬輸入范圍為0 至 AVCC，涵蓋監(jiān)控通道的整個(gè)輸出范圍。轉(zhuǎn)換速率由 SCLK決定，吞吐速率最高可達(dá) 1 MSPS。

AD5383和AD7476必須具有足夠大的電源旁路電容10 μF，與各電源引腳上的 0.1 μF電容并聯(lián)，并且盡可能靠近封裝，最好是正對(duì)著器件（圖中未顯示）。10 μF 電容最好為鉭電容。0.1 μF 電容必須具有低有效串聯(lián)電阻(ESR)和低有效串聯(lián)電感(ESL)，如高頻時(shí)提供低阻抗接地路徑的普通陶瓷型電容，以便處理內(nèi)部邏輯開關(guān)所引起的瞬態(tài)電流。

電源走線必須盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的毛刺效應(yīng)。時(shí)鐘等快速開關(guān)信號(hào)必須利用接地線路屏蔽起來，以免向電路板上的其它器件輻射噪聲，并且絕不應(yīng)靠近模擬信號(hào)。 SDATA 線路與 SCLK 線路之間布設(shè)接地線路有助于降低二者之間的串?dāng)_（多層電路板上不需要，因?yàn)樗歇?dú)立的接地層；不過，接地線路有助于分開不同線路）。避免數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)交疊。電路板相對(duì)兩側(cè)上的走線應(yīng)當(dāng)彼此垂直。這樣有助于減小電路板上的饋通效應(yīng)。推薦使用微帶線技術(shù)，但這種技術(shù)對(duì)于雙面電路板未必始終可行。采用這種技術(shù)時(shí)，電路板的元件側(cè)專用于接地層，信號(hào)走線則布設(shè)在焊接側(cè)。電路板至少需要 4 層才能實(shí)現(xiàn)最佳布局和性能：一個(gè)接地層、一個(gè)電源層和兩個(gè)信號(hào)層。

常見變化

在能接受較低分辨率轉(zhuǎn)換的應(yīng)用中，可以使用AD7476 的引腳兼容產(chǎn)品（10 位AD7477和 8 位AD7478）。這在很多應(yīng)用中都是可以接受的，因?yàn)楸O(jiān)控功能是一種輔助功能，并不是主要信號(hào)鏈的一部分。由于精確度并非至關(guān)重要，因此使用AVCC作為基準(zhǔn)電壓所造成的影響是可以接受的。

[附件:AD5383 通道監(jiān)控功能]