ADI AD5382 通道监控功能

电路功能与优势
在多通道 DAC 系统中，能够在单一点上监控所有输出对于排除故障和诊断分析非常有利。本电路利用一个单通道 SAR 型ADC 实现多通道 DAC 的输出通道监控。

AD5382 与 AD7476 组合可提供一种完整的 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
本电路利用 32 通道、 14 位 DAC AD5382 的内部多路复用器，使所有 32 个输出通道均能分别路由至单一输出引脚(MON_OUT)，然后通过外部 ADC (AD7476)进行监控。与单独监控每个通道所需的电路相比，这种方法利用的电路少得多。

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 型ADC 非常适合这种应用。

AD5382 是一款完整的 32 通道、 14 位DAC，采用单电源供电，提供 100 引脚LQFP封装。32 个通道各有一个轨到轨片内输出放大器。AD5382 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。AD5382 还可以监控四路外部输入（MON_IN1、MON_IN2、MON_IN3 和MON_IN4）。图 1中，基准电压由MON_IN1 直接监控。3.3 V电源总线电压按 2/3 的比例分压（用 100 kΩ和 200 kΩ电阻），并由MON_IN2 监控。分压器将监控电压设置在 2.2 V，该电压大约处于ADC范围的中间
（满量程电压为AVCC）。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，能够满足应用要求。该器件的基准电压从AVCC内部获得，从而为ADC提供了最宽的动态输入范围，因此，其模拟输入范围为 0 至AVCC，涵盖了监控通道的全部输出范围。转换速率由SCLK决定，吞吐速率最高可达 1 MSPS。 AD5382 和 AD7476 必须采用足够大的 10 µF 电源旁路电容，与每个电源引脚上的 0.1 µF 电容并联，并且尽可能靠近封装，最好是正对着这些器件（示意图上未显示此状态）。10 µF电容为钽珠电容。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电容，以便处理内部逻辑开关所引起的瞬态电流。

电源走线应尽可能宽，以提供低阻抗路径，并减小电源线路上的突波效应。时钟等快速开关信号必须利用地线路屏蔽起来，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）。应避免数字信号与模拟信号交叠。电路板相反两侧上的走线应彼此垂直，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）。这在许多应用中或许是可行的，因为监控功能是一种辅助功能，并非主信号链的一部分。精度并不是最重要的，用AVCC作为基准电压所产生的影响可以接受。

[附件:AD5382 通道监控功能]