eng
Выпуск #7/2022
Е. Трудновская, С. Клейн
ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЦАП ПРОИЗВОДСТВА АО «АНГСТРЕМ»
ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЦАП ПРОИЗВОДСТВА АО «АНГСТРЕМ»
Просмотры: 783
DOI: 10.22184/1992-4178.2022.218.7.120.127
Рассмотрен ряд новых цифро-аналоговых преобразователей производства АО «Ангстрем». Приведена информация об особенностях и характеристиках данных устройств.
Рассмотрен ряд новых цифро-аналоговых преобразователей производства АО «Ангстрем». Приведена информация об особенностях и характеристиках данных устройств.
Теги: chip current digital-to-analog converter voltage микросхема напряжение ток цифро-аналоговый преобразователь
Обзор отечественных ЦАП
производства АО «Ангстрем»
Е. Трудновская , С. Клейн
АО «Ангстрем» на постоянной основе ведет разработки новых изделий. За 2021 год было разработано 150 новых микросхем, 29 из которых уже освоены в серийном производстве. В числе новых серийных изделий, освоенных в 2022 году – шесть новых типов (10 типономиналов) микросхем цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) для замены импортных микросхем DAC0808, MC1508 компании National Semiconductor и DAC8412, DAC8413 компании Analog Devices. О ряде новых ЦАП производства АО «Ангстрем» рассказывается в статье.
Цифро-аналоговые преобразователи являются важным «мостом» между цифровой и аналоговой частью многих устройств: они могут выступать связующим звеном между ЭВМ и объектом управления в системах автоматического управления, быть генератором аналогового сигнала, генерируемого методом прямого цифрового синтеза (DDS), входить в состав оборудования технологического контроля. От доступности, точности и быстродействия ЦАП во многом зависят функциональность и характеристики конечного устройства. Для изделий специального назначения большую важность приобретает надежность ЦАП, стабильность его параметров в экстремальных температурных и радиационных условиях.
АО «Ангстрем» разработало линейку цифро-аналоговых преобразователей (рис. 1, табл. 1), способных успешно заменить популярные импортные микросхемы. Новая серия отечественных микросхем не уступает импортным функциональным аналогам по характеристикам, а по параметрам стойкости к экстремальным факторам окружающей среды существенно их превосходит.
Одноканальные 8‑разрядные ЦАП 5023НА024, 5023НА025
Микросхемы 5023НА024 / 25 представляют собой 8‑разрядный одноканальный ЦАП с токовым выходом, с параллельным интерфейсом ввода данных. Они предназначены для преобразования 8‑разрядного прямого двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален значениям входного кода и опорного тока. При подключении внешнего операционного усилителя микросхемы превращаются в ЦАП с выходом по напряжению. Микросхемы имеют ТТЛ- и КМОП-совместимые цифровые входы. Структурная электрическая схема 5023НА024, 5023НА025 приведена на рис. 2., нумерация, обозначение и наименование выводов – в табл. 2.
Относительно простые и недорогие микросхемы 5023НА024 / 25 являются функциональным аналогом DAC0808 и MC1508.
Электрические параметры 5023НА024, 5023НА025
Диапазон изменения выходного напряжения, UO
не менее –0,55 В
не более 0,4 В
Входной ток высокого уровня цифровых
входов, IIH <0,04 мА
Входной ток низкого уровня цифровых
входов, IIL <|–0,7| мА
Смещение опорного входного тока, IVREF– <|–1,5| мкА
Диапазон выходных токов, IOR 0–2,1 мА
Выходной ток при высоком уровне
входных сигналов, IO_FS 1,93–2,07 мА
Выходной ток при низком уровне
входных сигналов, IO_ZS <3 мкА
Ток потребления от источника UCC1, ICC1 <8 мА
Ток потребления от источника UCC2, ICC2 <|–8| мА
Время установления сигнала
до ½ EMP (единица младшего разряда), tS <360 нс
Время задержки распространения сигнала
при переключении входного сигнала
из низкого в высокий уровень, tPLH <100 нс
Время задержки распространения сигнала
при переключении входного сигнала
из высокого в низкий уровень, tPHL <100 нс
Относительная погрешность, Er <0,17%
Скорость нарастания опорного тока, SRIREF >4 мА / мкс
Номинальное напряжение питания:
положительное +5 В
отрицательное от –5 до –15 В
Предельно-допустимые режимы эксплуатации микросхем в диапазоне рабочих температур среды
Напряжение питания, UCC1 4,5...5,5 В
Напряжение питания, UCC2 –16,5... –4,5 В
Входное напряжение высокого уровня
на входах А1–А8, UIН >2 В
Входное напряжение низкого уровня
на входах А1–А8, UIL <0,8 В
Напряжение на входах опорного
усилителя, UIREF+, UIREF– –16,5...5,5 В
4‑канальные 12‑разрядные ЦАП
5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5
Микросхемы 5023НА03 / 04 представляют собой четырехканальные 12‑разрядные ЦАП с выходом по напряжению, с параллельным интерфейсом ввода данных, с обратным считыванием, со сбросом в середину или в ноль шкалы. Микросхемы выполнены в однокристальном исполнении, содержат входной и выходной регистры, схему управления, преобразователь уровня, матрицу резисторов R‑2R, а также выходной буферный усилитель для каждого канала ЦАП. Уникальной особенностью ЦАП 5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5 является возможность работы от одного источника питания с напряжением 5 В.
Структурная электрическая схема 5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5 приведена на рис. 3, нумерация, обозначение и наименование выводов микросхемы – в табл. 3.
Микросхемы отличаются по точностным параметрам и разделены на две группы: А и В.
Группа А
Ошибка смещения нуля шкалы <±2,5 ЕМР
Ошибка полной шкалы <±2,5 ЕМР
Дифференциальная
нелинейность не более ±3,5 ЕМР
Интегральная нелинейность не более ±3 ЕМР
Группа В
Ошибка смещения нуля шкалы <±5 ЕМР
Ошибка полной шкалы <±5 ЕМР
Дифференциальная
нелинейность не более ±5 ЕМР
Интегральная нелинейность не более ±5 ЕМР
Ключевые характеристики микросхем 5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5:
работа в однополярном режиме с напряжением питания 5 В;
работа в двухполярном режиме с напряжением питания от ±5 до ±15 В и опорным напряжением от ±2,5 до ±10 В;
напряжение питания логической части 5 В;
буферизированное выходное напряжение;
входы с двойной буферизацией;
сброс в ноль шкалы или в середину шкалы;
время установления выходного сигнала – 25 мкс;
обратное считывание;
температурный диапазон: от –60 до 125 °C.
Входы выбора входного регистра, A0 и A1 (табл. 3), выбирают конкретный ЦАП с регистрами от A (двоичный код 00) до D (двоичный код 11) включительно.
Декодирование входных регистров осуществляется входом выбора кристалла NCS. Когда NCS находится в состоянии высокого уровня, декодирования не происходит, ни один из входных регистров не доступен ни для записи, ни для чтения.
Вход чтения / записи R / NW контролирует запись и чтение из входных регистров. Загрузка выходных регистров управляется асинхронным входом NLDAC. В состоянии низкого уровня NLDAC и при условии, что вход NCS активирован, все выходные регистры могут обновляться одновременно с входными регистрами. Все регистры могут быть сброшены при необходимости с помощью входа NRESET. Входные данные подаются и считываются с выводов DB0–DB11.
Информация о работе ЦАП в различных режимах представлена в табл. 4 и на рис. 4.
* * *
Замена импортных компонентов на отечественные с такими же характеристиками, безусловно, необходимая и важная работа. Возможности АО «Ангстрем», однако, этим отнюдь не ограничиваются. АО «Ангстрем» имеет все возможности разрабатывать новые электронные компоненты, идеально подходящие по своим характеристикам к разрабатываемым и перспективным конечным изделиям. Мы приглашаем российские компании к совместной опытно-конструкторской разработке аналоговых микросхем с требуемыми характеристиками.
Только опережающее развитие электронных компонентов, направленное на создание новых максимально эффективных устройств и систем, является путем устойчивого роста. ●
производства АО «Ангстрем»
Е. Трудновская , С. Клейн
АО «Ангстрем» на постоянной основе ведет разработки новых изделий. За 2021 год было разработано 150 новых микросхем, 29 из которых уже освоены в серийном производстве. В числе новых серийных изделий, освоенных в 2022 году – шесть новых типов (10 типономиналов) микросхем цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) для замены импортных микросхем DAC0808, MC1508 компании National Semiconductor и DAC8412, DAC8413 компании Analog Devices. О ряде новых ЦАП производства АО «Ангстрем» рассказывается в статье.
Цифро-аналоговые преобразователи являются важным «мостом» между цифровой и аналоговой частью многих устройств: они могут выступать связующим звеном между ЭВМ и объектом управления в системах автоматического управления, быть генератором аналогового сигнала, генерируемого методом прямого цифрового синтеза (DDS), входить в состав оборудования технологического контроля. От доступности, точности и быстродействия ЦАП во многом зависят функциональность и характеристики конечного устройства. Для изделий специального назначения большую важность приобретает надежность ЦАП, стабильность его параметров в экстремальных температурных и радиационных условиях.
АО «Ангстрем» разработало линейку цифро-аналоговых преобразователей (рис. 1, табл. 1), способных успешно заменить популярные импортные микросхемы. Новая серия отечественных микросхем не уступает импортным функциональным аналогам по характеристикам, а по параметрам стойкости к экстремальным факторам окружающей среды существенно их превосходит.
Одноканальные 8‑разрядные ЦАП 5023НА024, 5023НА025
Микросхемы 5023НА024 / 25 представляют собой 8‑разрядный одноканальный ЦАП с токовым выходом, с параллельным интерфейсом ввода данных. Они предназначены для преобразования 8‑разрядного прямого двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален значениям входного кода и опорного тока. При подключении внешнего операционного усилителя микросхемы превращаются в ЦАП с выходом по напряжению. Микросхемы имеют ТТЛ- и КМОП-совместимые цифровые входы. Структурная электрическая схема 5023НА024, 5023НА025 приведена на рис. 2., нумерация, обозначение и наименование выводов – в табл. 2.
Относительно простые и недорогие микросхемы 5023НА024 / 25 являются функциональным аналогом DAC0808 и MC1508.
Электрические параметры 5023НА024, 5023НА025
Диапазон изменения выходного напряжения, UO
не менее –0,55 В
не более 0,4 В
Входной ток высокого уровня цифровых
входов, IIH <0,04 мА
Входной ток низкого уровня цифровых
входов, IIL <|–0,7| мА
Смещение опорного входного тока, IVREF– <|–1,5| мкА
Диапазон выходных токов, IOR 0–2,1 мА
Выходной ток при высоком уровне
входных сигналов, IO_FS 1,93–2,07 мА
Выходной ток при низком уровне
входных сигналов, IO_ZS <3 мкА
Ток потребления от источника UCC1, ICC1 <8 мА
Ток потребления от источника UCC2, ICC2 <|–8| мА
Время установления сигнала
до ½ EMP (единица младшего разряда), tS <360 нс
Время задержки распространения сигнала
при переключении входного сигнала
из низкого в высокий уровень, tPLH <100 нс
Время задержки распространения сигнала
при переключении входного сигнала
из высокого в низкий уровень, tPHL <100 нс
Относительная погрешность, Er <0,17%
Скорость нарастания опорного тока, SRIREF >4 мА / мкс
Номинальное напряжение питания:
положительное +5 В
отрицательное от –5 до –15 В
Предельно-допустимые режимы эксплуатации микросхем в диапазоне рабочих температур среды
Напряжение питания, UCC1 4,5...5,5 В
Напряжение питания, UCC2 –16,5... –4,5 В
Входное напряжение высокого уровня
на входах А1–А8, UIН >2 В
Входное напряжение низкого уровня
на входах А1–А8, UIL <0,8 В
Напряжение на входах опорного
усилителя, UIREF+, UIREF– –16,5...5,5 В
4‑канальные 12‑разрядные ЦАП
5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5
Микросхемы 5023НА03 / 04 представляют собой четырехканальные 12‑разрядные ЦАП с выходом по напряжению, с параллельным интерфейсом ввода данных, с обратным считыванием, со сбросом в середину или в ноль шкалы. Микросхемы выполнены в однокристальном исполнении, содержат входной и выходной регистры, схему управления, преобразователь уровня, матрицу резисторов R‑2R, а также выходной буферный усилитель для каждого канала ЦАП. Уникальной особенностью ЦАП 5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5 является возможность работы от одного источника питания с напряжением 5 В.
Структурная электрическая схема 5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5 приведена на рис. 3, нумерация, обозначение и наименование выводов микросхемы – в табл. 3.
Микросхемы отличаются по точностным параметрам и разделены на две группы: А и В.
Группа А
Ошибка смещения нуля шкалы <±2,5 ЕМР
Ошибка полной шкалы <±2,5 ЕМР
Дифференциальная
нелинейность не более ±3,5 ЕМР
Интегральная нелинейность не более ±3 ЕМР
Группа В
Ошибка смещения нуля шкалы <±5 ЕМР
Ошибка полной шкалы <±5 ЕМР
Дифференциальная
нелинейность не более ±5 ЕМР
Интегральная нелинейность не более ±5 ЕМР
Ключевые характеристики микросхем 5023НА03А4, 5023НА03В4, 5023НА04А4, 5023НА04В4, 5023НА03А5, 5023НА03В5, 5023НА04А5, 5023НА04В5:
работа в однополярном режиме с напряжением питания 5 В;
работа в двухполярном режиме с напряжением питания от ±5 до ±15 В и опорным напряжением от ±2,5 до ±10 В;
напряжение питания логической части 5 В;
буферизированное выходное напряжение;
входы с двойной буферизацией;
сброс в ноль шкалы или в середину шкалы;
время установления выходного сигнала – 25 мкс;
обратное считывание;
температурный диапазон: от –60 до 125 °C.
Входы выбора входного регистра, A0 и A1 (табл. 3), выбирают конкретный ЦАП с регистрами от A (двоичный код 00) до D (двоичный код 11) включительно.
Декодирование входных регистров осуществляется входом выбора кристалла NCS. Когда NCS находится в состоянии высокого уровня, декодирования не происходит, ни один из входных регистров не доступен ни для записи, ни для чтения.
Вход чтения / записи R / NW контролирует запись и чтение из входных регистров. Загрузка выходных регистров управляется асинхронным входом NLDAC. В состоянии низкого уровня NLDAC и при условии, что вход NCS активирован, все выходные регистры могут обновляться одновременно с входными регистрами. Все регистры могут быть сброшены при необходимости с помощью входа NRESET. Входные данные подаются и считываются с выводов DB0–DB11.
Информация о работе ЦАП в различных режимах представлена в табл. 4 и на рис. 4.
* * *
Замена импортных компонентов на отечественные с такими же характеристиками, безусловно, необходимая и важная работа. Возможности АО «Ангстрем», однако, этим отнюдь не ограничиваются. АО «Ангстрем» имеет все возможности разрабатывать новые электронные компоненты, идеально подходящие по своим характеристикам к разрабатываемым и перспективным конечным изделиям. Мы приглашаем российские компании к совместной опытно-конструкторской разработке аналоговых микросхем с требуемыми характеристиками.
Только опережающее развитие электронных компонентов, направленное на создание новых максимально эффективных устройств и систем, является путем устойчивого роста. ●
Отзывы читателей
