ADI 5383 通道监控功能

    电路功能与优势 

    在多通道 DAC 系统中，如果能够在单点监控所有输出，将是故障排除和诊断分析的一大优势。此电路利用单通道 SAR ADC 提供多通道 DAC 输出通道监控。  AD5383 与 AD7476 组合可提供一个完整的 32 通道模拟输出控制解决方案，并针对系统调试、故障和诊断分析实现节省空间的监控功能。 

    电路描述  

    此电路采用 AD5383 32 通道、12 位 DAC，该器件内置多路复用器，可以将所有 32 个输出通道独立路由至单输出引脚(MON_OUT)。然后， 通过外部 ADC (AD7476)来监控该引脚。与单独监控每个通道相比，此方法所需的电路要少得多。

    在可变光衰减器、自动测试设备(ATE)电平设置、仪器仪表和工业控制系统等应用中， 选择 ADC 的重要标准是简单、易用监控功能使能后，控制器输出端口会选择要监控的通道，输入端口则读取 ADC 转换的数据。AD7476 等 SAR ADC 是此类应用的理想选择。 

    AD5383 是一款完整的 32 通道、12 位 DAC，采用单电源供电并提供 100 引脚 LQFP 封装。所有 32 个通道均分别具有一个以轨到轨方式工作的片内输出放大器。AD5383 内置通道监控功能，该功能由一个通过串行接口寻址的多路复用器实现，任意通道输出均可路由至监控输出(MON_OUT)引脚，以便利用一个外部 ADC 进行监控。此外，AD5383 还可用于监控四个外部输入（MON_IN1、MON_IN2、MON_IN3 和MON_IN4）。图 1中，基准电压通过MON_IN1 直接监控。而 3.3 V电源总线电压会进行 2/3（利用 100 kΩ和 200 kΩ电阻实现）分频并通过MON_IN2 监控。分频器使所监控电压处于 2.2 V，大约在ADC（满量程电压等于AVCC）工作范围的中间位置。任何通道要路由至MON_OUT，首先必须在控制寄存器中使能该通道监控功能。

    AD7476 ADC 提供 12 位分辨率，采用 2.35 V 至 5.25 V 单电源供电，集成基准电压源，具有低功耗、小尺寸特点和串行接口，吞吐速率最高可达 1 MSPS，并提供 6 引脚 SOT-23 封装，符合应用要求。该器件的基准电压从 AVCC 获得，从而为 ADC 提供最宽的动态输入范围；因此，其模拟输入范围为0 至 AVCC，涵盖监控通道的整个输出范围。转换速率由 SCLK决定，吞吐速率最高可达 1 MSPS。 

    AD5383和AD7476必须具有足够大的电源旁路电容10  μF，与各电源引脚上的 0.1  μF电容并联，并且尽可能靠近封装，最好是正对着器件（图中未显示）。10  μF 电容最好为钽电容。0.1 µF 电容必须具有低有效串联电阻(ESR)和低有效串联电感(ESL)，如高频时提供低阻抗接地路径的普通陶瓷型电容，以便处理内部逻辑开关所引起的瞬态电流。 

    电源走线必须尽可能宽，以提供低阻抗路径，并减小电源线路上的毛刺效应。时钟等快速开关信号必须利用接地线路屏蔽起来，以免向电路板上的其它器件辐射噪声，并且绝不应靠近模拟信号。 SDATA 线路与 SCLK 线路之间布设接地线路有助于降低二者之间的串扰（多层电路板上不需要，因为它有独立的接地层；不过，接地线路有助于分开不同线路）。避免数字信号与模拟信号交叠。电路板相对两侧上的走线应当彼此垂直。这样有助于减小电路板上的馈通效应。推荐使用微带线技术，但这种技术对于双面电路板未必始终可行。采用这种技术时，电路板的元件侧专用于接地层，信号走线则布设在焊接侧。电路板至少需要 4 层才能实现最佳布局和性能：一个接地层、一个电源层和两个信号层。

    常见变化 

    在能接受较低分辨率转换的应用中，可以使用AD7476 的引脚兼容产品（10 位AD7477和 8 位AD7478）。这在很多应用中都是可以接受的，因为监控功能是一种辅助功能，并不是主要信号链的一部分。由于精确度并非至关重要，因此使用AVCC作为基准电压所造成的影响是可以接受的。

[附件:AD5383 通道监控功能]