MAXIM MX7837/MX7847：双路12位乘法数模转换器的深度解析

在电子设计领域，数模转换器（DAC）是实现数字信号到模拟信号转换的关键器件。今天要为大家详细介绍MAXIM公司的MX7837/MX7847，这是两款双路12位乘法数模转换器，具有诸多出色特性。

文件下载：MX7837.pdf

产品特性

功能特性

MX7837/MX7847 是双路 12 位乘法电压输出数模转换器。每个 DAC 配备输出放大器和反馈电阻，输出放大器能在 2kΩ负载上输出 ±10V 电压。在整个工作温度范围内，无需外部调整即可实现完整的 12 位性能。

具体特性包括：

1. 双路 12 位乘法 DAC 与缓冲电压输出：提供两路独立的 12 位转换通道，输出为缓冲电压形式，可直接驱动负载。
2. 电源灵活：可使用 ±12V 或 ±15V 电源供电，适应不同的电源系统。
3. 无需外部调整：简化了设计过程，减少了外部元件数量，提高了系统的可靠性。
4. 快速时序：快速的时序特性使其能与大多数微处理器兼容，提高数据处理速度。
5. 多种封装可选：提供 24 引脚 DIP 和 SO 封装，方便不同应用场景的 PCB 布局。

接口差异

MX7847 具有 12 位并行数据输入，而 MX7837 采用双缓冲 8 位总线接口，通过两次写操作加载数据。所有逻辑信号为电平触发，与 TTL 和 CMOS 兼容。

应用领域

MX7837/MX7847 适用于多种应用场景，如：

1. 小元件数模拟系统：其无需外部调整的特性，可减少系统中的元件数量，降低成本和体积。
2. 数字偏移/增益调整：在需要精确调整模拟信号偏移和增益的系统中发挥重要作用。
3. 工业过程控制：为工业自动化系统提供精确的模拟信号输出。
4. 函数发生器：用于生成各种复杂的模拟信号波形。
5. 自动测试设备：确保测试设备能够输出精确的测试信号。
6. 自动校准：实现系统的自动校准功能，提高系统的精度和稳定性。
7. 机器和运动控制系统：为电机控制等运动系统提供精确的控制信号。
8. 波形重建：将数字信号准确地转换为模拟波形。
9. 同步应用：在同步系统中提供稳定的模拟信号。

技术参数

绝对最大额定值

在使用时，需注意各引脚的绝对最大额定值，如 VDD 到 DGND、AGNDA、AGNDB 为 -0.3V 到 +17V，VSS 到 DGND、AGNDA、AGNDB 为 +0.3V 到 -17V 等。若 VSS 开路，可能会导致其引脚电压超出绝对最大额定值，可通过在 VSS 和 GND 之间连接肖特基二极管来避免。

工作温度范围

不同型号的 MX7837/MX7847 具有不同的工作温度范围，如 MX787J/K_ 为 0°C 到 +70°C，MX787A/B_ 为 -40°C 到 +85°C，MX78_7SQ/TQ 为 -55°C 到 +125°C，存储温度范围为 -65°C 到 +150°C。

电气特性

• 静态性能：分辨率为 12 位，不同型号的相对精度和零码偏移误差等有所差异。例如，MX78_7J/A/S 的相对精度为 ±1 LSB，MX78_7K/B/T 为 ±1/2 LSB。
• 参考输入：VREF 输入电阻为 8kΩ 到 13kΩ，VREFA 和 VREFB 的电阻匹配误差为 ±0.5% 到 ±3%。
• 数字输入：输入高电压为 2.4V，输入低电压为 0.8V，输入电流为 ±1µA，输入电容为 8pF。
• 模拟输出：直流输出阻抗为 0.2Ω，短路电流为 15mA。
• 电源要求：VDD 范围为 11.4V 到 16.5V，VSS 范围为 -11.4V 到 -16.5V，正电源电流为 5mA 到 10mA，负电源电流为 4mA 到 6mA，电源抑制比为 ±0.01%/%。
• 交流特性：电压输出建立时间为 4µs，压摆率为 7V/µs，数模毛刺脉冲为 60nV - s，通道间隔离度为 -95dB，乘法直通误差为 -90dB，单位增益小信号带宽为 1MHz，全功率带宽为 125kHz，总谐波失真为 -88dB，数字串扰为 10nV - s，+25°C 时 0.1Hz 到 10Hz 的输出噪声电压为 2µV RMS。

时序特性

各输入信号的时序参数有明确规定，如 CS 到 WR 建立时间为 0ns，WR 脉冲宽度为 80ns 等。

工作原理

D/A 部分

采用分段方案，12 位数据字的两个最高有效位（MSB）解码驱动三个开关（A 到 C），其余 10 位驱动标准 R - 2R 梯形网络中的开关（S0 到 S9）。每个开关（A 到 C）引导 1/4 的总参考电流，其余电流通过 R - 2R 部分。输出放大器和反馈电阻将电流转换为电压，公式为 (V{OUT }=(-D)(V{REF }))，其中 D 是数字字的分数表示。

接口逻辑

• MX7847：包含两个独立的 DAC，每个有自己的 CS 输入和一个公共的 WR 输入。CSA 和 WR 控制数据加载到 DAC A 锁存器，CSB 和 WR 控制数据加载到 DAC B 锁存器。锁存器为边沿触发，在 WR 的上升沿将输入数据锁存到相应锁存器。
• MX7837：输入加载结构用于与 8 位数据总线微处理器接口。每个 DAC 有两个 12 位锁存器，即输入锁存器和 DAC 锁存器。CS、WR、A0 和 A1 控制数据加载到输入锁存器，LDAC 控制 12 位数据从输入锁存器传输到 DAC 锁存器。

应用注意事项

接地管理

建议使用不间断的接地平面，将 MX7837/MX7847 的 AGNDs 和 DGND 直接连接到接地平面或星型接地，以确保它们处于相同电位。在复杂系统中，可在 AGND 和 DGND 引脚之间反向并联两个二极管（如 1N914）。

电源去耦

使用 10µF 电容与 0.1µF 陶瓷电容并联，将 (V{DD}) 和 (V{SS}) 线路去耦到 DGND，同时尽量缩短电容引脚长度，以获得最佳的噪声抑制效果。

降低电源电压操作

MX7837/MX7847 规定使用 (V{DD} / V{SS}= pm 11.4 ~V) 到 ±16.5V 电源，但输出放大器需要 2.5V 的裕量，因此参考输入不应接近 (V{DD} / V{SS}) 2.5V 以内，以保持满量程的精度。

总结

MAXIM 的 MX7837/MX7847 双路 12 位乘法数模转换器凭借其丰富的特性、广泛的应用领域和良好的性能指标，成为电子工程师在设计中值得考虑的选择。在实际应用中，需要根据具体需求合理选择型号，并注意接地管理、电源去耦等方面的问题，以确保系统的稳定运行。各位工程师在使用过程中遇到过哪些类似器件的问题呢？欢迎在评论区分享交流。