MS5231M——8 位数模转换器

描述

MS5231M 是一款具有高阻抗缓冲基准输入的单通道

串行 8 位电压输出数模转换器（DAC）。该 DAC 可以产

生 1 倍或 2 倍于参考电压的电压输出，而且保证是单调

的。由于芯片工作在 3V~5V 的单电源电压下，这就使它

的使用变得很方便。片上嵌入的上电复位功能确保可重

复的启动条件。

数字控制是通过与 CMOS 工艺兼容的三线串行总线

来实现的，易于和工业标准的微处理器或微控制器接

口。11 位命令字由 8 位数据位、1 位范围控制位和 2 位

逻辑 0 组成。范围控制位使 DAC 的电压输出范围是 1 倍

或 2 倍于对地的参考电压。该 DAC 有两级锁存器，允许

一组完整的数据写入芯片之后由 LDAC 控制 DAC 输出更

新。数字输入带有施密特触发器，有一定的抗噪声能

力。

MS5231M 小尺寸封装使得模拟功能的数字控制可以

应用在对空间面积要求比较苛刻的场合，可以在-40℃-

85℃温度范围内工作，而且不需要外部修调。

主要特点

8 位、电压输出

3V~5V 单电源工作

串行接口

高阻抗基准输入

可编程 1 倍或 2 倍于参考电压的输出范围

更新灵活

内部上电复位

低功耗

半缓冲输出

应用

可编程电压源

数字控制放大器/衰减器

移动通信

自动测试装置

过程监控

信号合成

产品规格分类

内部框图

管脚排列图

管脚描述

极限参数

推荐工作条件

电气参数

(1)除非特殊说明，VDD=3.3V±5%，VREF=2V，Gain=1

如有需求请联系——三亚微科技 王子文（16620966594）

注：1. 积分非线性误差是实际输出偏离从 0 点到满刻度这条曲线的最大值（不包括零点和满刻度误差）。

2. 微分非线性误差是 8 位数字码中任意两个相邻的数字码产生的输出电压的改变量与 1LSB 的差值。单调意

味着输出电压的变化方向与数字输入码的变化方向是一致的。

3. 零点误差是指当输入为全 0 时输出电压与 GND 的差值。

4. 零点误差温度系数是由下面的公式确定的：

ZSETC [ZSE(Tmax ) - ZSE(Tmin )]/VREF  106 /(Tmax - Tmin )

5. 满刻度误差在负载电阻 10KΩ的条件下，输入为全 1 时，实际电压输出与理想输出的差值。

6. 满刻度误差温度系数是由下面的公式确定的：

FSETC [FSE(Tmax ) - FSE(Tmin )]/VREF  106 /(Tmax - Tmin )

7. 零点误差抑制比的测量：8 位数字输入为全 0，电源电压 VDD 从 4.75V 到 5.25V 变化时测量它对输出电压

的影响。

8. 满刻度误差抑制比的测量：8 位数字输入为全 1，电源电压 VDD 从 3V 到 3.6V 变化时测量它对输出电压的

影响。

功能描述

1.电阻串型 DAC

MS5231M 由电阻串型 DAC 实现，DAC 的核心是带 256 个抽头的电阻。表 1 是每个抽头处的电

平和 256 个数字码的对应关系。电阻串中，电阻的一端连接 GND, 另一端连接输入缓冲器的输出

端。电阻串保证了单调性。线性度由电阻串的匹配精度和输出缓冲器的性能决定。参考电压输入

缓冲器时，DAC 对于参考源可以视为一个高阻抗的负载。 DAC 的输出由增益可配置的运算放大器

缓冲，选择 1 倍或 2 倍增益输出。威廉希尔官方网站 上电时，DAC 的数字输入端被置为全 0。DAC 的输出电压用

下列公式表示：

当 LOAD 为高时，在 CLK 的下降沿，DATA 引脚上的数据被写入锁存器。一旦所有的数据被锁

存，LOAD 被拉低，数据从串行输入寄存器中传送到 DAC 进行工作，如图 1 所示。当 LDAC 为低

时，DAC 的输出电压在 LOAD 变为低电平时立即被更新。在串行数据写入过程中 LDAC 为高时，新

的数据被锁存，只有在等待 LDAC 被拉低时才进行数模转换，如图 2 所示。最高有效位（MSB）首

先被写入，数据转换过程需要 8 个时钟周期，如图 3 和图 4 所示。表 2 列出了定时关系。

4.失调电压

运放单电源工作时，它的失调电压可以是正或负。失调电压为正时，输出电压在第一个码改

变时就会发生变化。失调电压为负时，输出电压在第一个数字码变化时可能不会变化，这取决于

失调电压的大小。

输出运放试图把输出驱动到一个负的电位上，然而最小的负电源是地，所以输出电压不可能

低于地，而是被钳位在 0V。

输出电压一直保持为 0，直到输入的码字能够在输出端产生足够正的电压以大于负的失调电

压。转换关系如图 5 所示。

是失调误差产生了折点，而不是线性误差。如果缓冲器输出可以小于 0，转换关系如虚线所

示。

对于 DAC，线性度的测量通常是在失调和满刻度量程被校准之后，输入从全 0 逐渐增大到全

1。然而，由于传输函数中的折点，单电源时负的失调电压不能被校准，所以这时线性度的测量

是在满刻度码和产生最小正电压输出时的数字码之间进行的，这个数字码是根据说明书上有关负

失调电压的最大值计算得到的。

工作特性

1.推荐工作条件下的工作特性

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应用信息

封装外形图

——爱研究芯片的小王

审核编辑 黄宇