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AD5420ACPZ 发布时间 时间:2025/11/4 7:13:00 查看 阅读:21

AD5420ACPZ是一款由Analog Devices(亚德诺半导体)推出的高精度、可编程的电流输出数模转换器(DAC),专为工业自动化和过程控制应用中的高端信号调理需求而设计。该器件采用16引脚QSOP封装(CP-16),具备单通道、16位分辨率,能够提供高线性度和低噪声的模拟电流输出。AD5420设计用于4 mA至20 mA或0 mA至20 mA的标准工业电流环路传输系统,广泛应用于PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)、智能变送器以及远程I/O模块等场景中。
  该芯片内置了16位电荷再分配型DAC核心,结合集成的精密基准电压源和可选的外部基准输入能力,确保了在整个工作温度范围内具有出色的长期稳定性和极低的温漂特性。其片上集成功能还包括可编程电流范围选择、故障检测机制、HART通信兼容模式支持以及过温保护功能,极大地增强了系统的可靠性与安全性。AD5420通过串行接口(SPI/QSPI/MICROWIRE兼容)进行通信,允许主控制器灵活配置工作模式、输出范围及诊断功能。
  此外,AD5420ACPZ具备宽电源电压工作范围(典型值为7.5 V至36 V),可直接连接到工业电源总线,并在内部生成所需的偏置电压。它还支持三态输出和断电模式,在非工作状态下将输出引脚置于高阻状态,从而避免对电流环造成干扰。所有这些特性使得AD5420成为高性能工业电流输出应用的理想选择,尤其是在要求高精度、高可靠性和强抗干扰能力的恶劣环境中表现尤为出色。

参数

型号:AD5420ACPZ
  制造商:Analog Devices
  封装类型:QSOP-16
  分辨率:16位
  输出类型:电流输出
  输出范围:4 mA至20 mA,0 mA至20 mA,可编程
  接口类型:SPI兼容串行接口
  供电电压:7.5 V至36 V
  参考电压输入:内部基准(典型1.25 V)或外部基准
  工作温度范围:-40°C至+85°C
  建立时间:典型值10 μs
  积分非线性(INL):±16 LSB(最大)
  差分非线性(DNL):±1 LSB(保证无失码)
  输出驱动能力:驱动高达1 kΩ负载
  功耗:低功耗设计,支持省电模式
  保护功能:过温检测、开路检测、短路保护

特性

AD5420ACPZ具备多项先进特性,使其在工业级电流输出DAC中处于领先地位。首先,其16位高分辨率确保了极其精细的电流调节能力,能够在整个输出范围内实现小于0.0015% FSR的分辨率精度,满足高精度测量与控制系统的严苛要求。该器件采用先进的电荷再分配架构,结合激光修调的薄膜电阻网络,实现了卓越的线性度和稳定性,典型积分非线性(INL)仅为±1 LSB,最大不超过±16 LSB,差分非线性(DNL)保持在±1 LSB以内,保证了全温度范围内无丢失码(missing codes)的表现。
  其次,AD5420集成了完整的信号链解决方案,包含精密基准电压源(1.25 V ± 10 ppm/°C典型温漂)、输出驱动放大器、功率调节电路以及数字控制逻辑,减少了外部元件数量,简化了系统设计并提高了可靠性。用户可通过SPI兼容的三线或四线串行接口轻松配置器件的工作参数,包括输出范围选择(如4–20 mA、0–20 mA或自定义范围)、清零功能启用、断电模式切换以及HART通信路径使能等。接口支持最高达50 MHz的时钟频率,确保快速的数据更新速率。
  再者,AD5420ACPZ具备强大的诊断与保护功能,内建实时故障检测机制,可监测输出是否发生开路、短路或过载情况,并通过状态寄存器反馈给主控处理器,提升系统安全性。同时,芯片集成过温保护电路,当结温超过安全阈值时自动进入保护模式,防止器件损坏。其宽输入电压范围(7.5 V至36 V)使其可以直接接入工业现场常见的24 V直流电源总线,无需额外稳压电路,降低了整体功耗和成本。
  最后,该器件支持HART(Highway Addressable Remote Transducer Protocol)协议通信,允许在4–20 mA模拟信号上叠加数字通信信号,实现远程校准、诊断和参数设置,广泛应用于智能变送器和工业物联网设备中。所有这些特性共同构成了一个高度集成、稳定可靠且易于使用的高精度电流输出解决方案。

应用

AD5420ACPZ主要应用于需要高精度、高可靠性的工业过程控制系统中。典型应用场景包括可编程逻辑控制器(PLC)的模拟量输出模块,用于驱动执行机构如阀门定位器、电机控制器和比例电磁阀;在分布式控制系统(DCS)中作为远程I/O单元的核心DAC组件,实现从中央控制器到现场设备的精确电流信号传输;在智能传感器和变送器中,用于将数字采集数据转换为标准4–20 mA电流信号输出,便于长距离传输且抗干扰能力强。
  此外,该器件也适用于测试与测量仪器,例如自动校验仪、过程校准器和数据采集系统,其中对输出精度、温漂和长期稳定性有极高要求。由于其支持HART通信协议,因此特别适合用于支持数字化通信的智能仪表系统,允许在同一电流环上同时传输模拟信号和数字信息,实现远程配置、故障诊断和在线维护。
  在工业自动化领域,AD5420ACPZ常被用于构建闭环控制系统,如压力、流量、温度或液位控制回路,其中控制器通过该DAC输出精确的控制电流来调节执行器的动作。其高集成度和内置保护功能也使其适用于恶劣环境下的户外控制节点或防爆场合,符合工业级EMI/EMC和功能安全标准。总之,凡是需要将数字控制信号转化为高精度、稳定可靠的模拟电流输出的应用,AD5420都是理想的选择。

替代型号

AD5410ACPZ
  AD5421ARDZ
  DAC161P997SDCK

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