ANALOG DEVICES AD5749 Service Manual

工业电流输出驱动器、单电源、最高
55 V电源电压、输出范围可编程

主要特性

电流输出范围：0 mA至24 mA或4 mA至20 mA

总不可调整误差(TUE)：±0.03% FSR(典型值)

输出温漂：±5 ppm/°C(典型值)

超量程：2%

灵活的串行数字接口

片内输出故障检测

PEC差错校验

异步CLEAR(清零)功能

电源电压范围

AVDD:12 V(± 10%)至55 V(最大值)

输出环路顺从电压：AV

– 2.75 V

DD

温度范围：-40℃至+105℃

32引脚5 mm × 5 mm LFCSP封装

应用

过程控制

执行器控制

PLC(可编程控制器)

概述

AD5749是一款单通道、低成本、高精度、电流输出驱动

器，输出范围可通过硬件或软件编程。软件输出范围可通

过SPI/MICROWIRE™兼容的串行接口进行设置。AD5749针

对PLC和工业过程控制应用而设计。AD5749的模拟输入由

一个低电压、单电源供电的数模转换器(DAC)提供，对该

模拟输入进行内部调理以提供所需的输出电流/电压范围。

AD5749提供两种可编程输出电流范围：0 mA至24 mA或4

mA至20 mA。电流输出具有开路保护功能，可驱动0.1 H电

感负载。器件的电源电压范围为10.8 V至55 V。输出环路

顺从电压范围为0 V至AV

灵活的串行接口兼容SPI和MICROWIRE，可以在3线模式

下工作，从而极大地降低隔离应用的数字隔离要求。而

且，该接口具有可选择的PEC差错校验功能，使用CRC-8

− 2.75 V。

DD

AD5749

功能框图

DVCC GND AVDD GND

CLEAR

CLRSEL

SCLK/OUTEN*

SDIN/R0*

SYNC/RSET*

SDO/VFAULT*

HW SELECT

VIN

VREF

RESET

FAULT/TEMP*

NC/IFAULT*

*

DENOTES SHARED PIN. SOFTWARE MODE DENOTED BY REGULAR TEXT,
HARDWARE MODE DENOTED BY ITALIC TEXT. FOR EXAMPLE, FOR
FAULT/TEMP PIN, IN SOFTWARE MODE, THIS PIN TAKES ON FAULT
FUNCTION. IN HARDWARE MODE,THIS PINTAKES ON TEMP FUNCTION.

差错校验，适用于可能发生数据通信故障的工业环境。

该器件还具有上电复位功能，用于确保器件在已知状态下

上电，并且具有异步CLEAR引脚，用于将输出设置为选定

电流范围的下限值。

HW SELECT引脚用来配置上电时器件是处于硬件模式还是

软件模式。

表1. 相关器件

产品型号 描述

AD5750 工业电流/电压(I/V)输出驱动器，输出范围可编程

AD5751

AD5748 工业电流/电压输出驱动器，输出范围可编程
AD5410/

AD5420
AD5412/

AD5422

工业电流/电压(I/V)输出驱动器，单电源供电，最大
供电电压为55V，输出范围可编程

单通道、12/16位、串行输入、电流源输出DAC

单通道、12/16位、串行输入、电流/电压输出DAC

INPUT SHIFT

REGISTER

AND

CONTROL

LOGIC

STATUS

REGISTER

IOUT RANGE

SCALING

OVERTEMP

IOUT OPEN FAULT
IOUT OPEN FAULT

POWER-

ON RESET

AD2/R1* AD1/R2* AD0/R3*

R

图1.

R2

SET

AD5749

IOUT

OPEN FAULT

AVDD

R3

IOUT

REXT1
REXT2

08923-001

Rev. A

Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no
responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other
rights of third parties that may result from its use. Specications subject to change without notice. No
license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices.
Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners.

ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供
的最新英文版数据手册。

One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.
Tel: [phone] www.analog.com
Fax: [phone] ©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved.

AD5749

目录

特性..................................................................................................... 1

应用..................................................................................................... 1

功能框图 ............................................................................................1

概述..................................................................................................... 1

修订历史 ............................................................................................2

技术规格 ............................................................................................3

时序特性........................................................................................ 5

绝对最大额定值 ...............................................................................7

ESD警告......................................................................................... 7

引脚配置和功能描述....................................................................... 8

典型工作特性.................................................................................. 10

术语...................................................................................................15

工作原理 ..........................................................................................16

软件模式...................................................................................... 16

电流输出架构............................................................................. 18

驱动感性负载............................................................................. 18

AD5749的上电状态 ................................................................... 18

上电时的默认寄存器 ................................................................ 18

复位功能...................................................................................... 18

修订历史

2010年7月—修订版0：初始版

OUTEN .......................................................................................... 18

软件控制 .................................................................................... 18

硬件控制 .................................................................................... 21

传递函数 .................................................................................... 21

特性详情 ......................................................................................... 22

输出故障报警—软件模式 ...................................................... 22

输出故障报警—硬件模式 ...................................................... 22

异步清零(CLEAR) ....................................................................22

外部电流设置电阻 ................................................................... 22

可编程超量程模式 ................................................................... 22

分组差错校验(PEC) ................................................................. 23

应用信息 ......................................................................................... 24

瞬变电压保护............................................................................ 24

散热考量 .................................................................................... 24

布局布线指南............................................................................ 25

电流隔离接口............................................................................ 25

微处理器接口............................................................................ 25

外形尺寸 ......................................................................................... 26

订购指南 .................................................................................... 26

Rev. 0 | Page 2 of 28

技术规格

= 12 V(±10%)至55 V(最大值)，DVCC = 2.7 V至5.5 V，GND = 0 V，R

AV

DD

规格在T

MIN至TMAX

表2

1

参数

输入电压范围

输入漏电流

基准输入

基准输入电压
输入漏电流

电流输出

输出电流范围

输出电流超量程

3.92 20.4 mA

精度(内部R

总不可调整误差(TUE)

2

A级

相对精度(INL)
失调误差

失调误差TC
输出端死区，RTI
增益误差

2

增益TC
满量程误差

满量程TC

精度(外部R

总不可调整误差(TUE)

2

A级

相对精度(INL)
失调误差

失调误差TC
输出端死区，RTI
增益误差

增益TC
满量程误差

满量程TC

范围。

最小值 典型值

0 至 4.096 V 输出端无负载

−1 +1 µA

4.096 V

−1 +1 µA

0 24 mA

20 mA

2

)

SET

0 24.5 mA

−0.5 +0.5 % FSR

−0.3 ±0.15 +0.3 % FSR

−0.02 ±0.01 +0.02 % FSR

−16 +16 µA

2

−10 +5 +10 µA
±3 ppm FSR/°C
8 14 mV

−0.2 +0.2 % FSR

−0.125 ±0.02 +0.125 % FSR
±10 ppm FSR/°C

−0.2 +0.2 % FSR

2

±4 ppm FSR/°C

)

SET

−0.125 ±0.02 +0.125 % FSR

−0.3 +0.3 % FSR

−0.1 ±0.02 +0.1 % FSR

−0.02 ±0.01 +0.02 % FSR

−14 +14 µA

2

−11 +5 +11
±2 ppm FSR/°C
8 +14 mV

−0.08 +0.08 % FSR

2

−0.07 ±0.02 +0.07 % FSR
±1 ppm FSR/°C

−0.1 +0.1 % FSR

2

±2 ppm FSR/°C

−0.07 ±0.02 +0.07 % FSR

最大值

= 300 Ω。除非另有说明，所有

LOAD

单位 测试条件/注释

外部基准电压源需要与此处所述完全相同；否则，
精度误差会表现为输出端的误差

参见“特性详述”部分的内容
参见“特性详述”部分的内容

T

= 25℃

A

T

= 25℃

A

参考4.096 V输入范围

TA = 25℃

= 25℃

T

A

T

= 25℃

A

T

= 25℃

A

参考4.096 V输入范围

TA = 25℃

= 25℃

T

A

AD5749

,

Rev. 0 | Page 3 of 28

AD5749

1

参数

输出特性

2

电流环路顺从电压
阻性负载
感性负载
建立时间
4 mA至20 mA，满
量程阶跃

120 μA阶跃，4 m
A至20 mA范围

直流电源抑制比
输出阻抗

数字输入
输入高电压V
输入低电压V

3

IH

IL

输入电流
引脚电容

数字输出

2

FAULT、IFAULT、
TEMP、VFAULT
V

，输出低电压

OL

V

，输出高电压

OH

SDO
V

，输出低电压

OL

V

，输出高电压

OH

高阻抗输出电容
高阻抗漏电流

最小值 典型值

最大值

0 AVDD − 2.75 V

参见“测试条

H

件/注释”列

8.5 µs

1.2 µs

1 µA/V
130 MΩ

2 V

0.8 V

−1 +1 µA
5 pF

0.4 V

0.6 V

3.6 V

0.5 0.5 V
DVCC − 0.5 DVCC − 0.5 V
3 pF

−1 +1 µA

选择此参数时应确保不超过顺从电压
需要具有较高电感值的合适电容；参见“
驱动感性负载”部分

250 Ω负载

250 Ω负载

符合JEDEC标准

每引脚
每引脚

10 KΩ上拉电阻连接到DVCC

2.5 mA时
10 KΩ上拉电阻连接到DVCC

吸电流200 μA
源电流200 μA

电源要求

AV

DD

DV

CC

输入电压
AI

DD

DI

CC

功耗

10.8 55 V

2.7 5.5 V

4.4 5.6 mA

5.2 6.2 mA

0.3 1 mA
108 mW

1

温度范围：−40°C至+105℃；典型值为+25°C。

2

通过设计和特性保证，但未经生产测试。

输出端无负载，输出禁用；R3,
R2, R1, R0 = 0000，RSET = 0
输出使能
V

= DVCC，VIL = GND

IH

AV

= 24 V，输出端无负载

DD

Rev. 0 | Page 4 of 28

时序特性

AVDD = 12 V(±10%)至55 V(最大值)，DVCC = 2.7 V至5.5 V，GND = 0 V，R

在T

范围。

MIN、TMAX

时的限值

单位 描述

ns(最小值)

ns(最小值)

ns(最小值)

ns(最小值)

ns(最小值)

ns(最小值)

ns(最小值)

ns(最小值)

μs，最大值

ns(最小值)

ns(最大值)

ns(最小值)

SCLK周期时间
SCLK高电平时间
SCLK低电平时间
SYNC 下降沿到SCLK下降沿建立时间

第16个SCLK下降沿到SYNC上升沿(如果使用PEC，则为第24个SCLK下降沿)
最小SYNC高电平时间(写入模式)
数据建立时间
数据保持时间
CLEAR脉冲低电平/高电平激活时间
最小SYNC高电平时间(读取模式)

SCLK上升沿到SDO有效(SDO C
RESET 脉冲低电平时间

规格在T

MIN至TMAX

表3

1, 2

参数

t1 20
t2 8
t3 8
t4 5
t5 10

t6 5
t7 5

t8 5
t9, t10 1.5
t11 5
t

40

12

t

10

13

1

通过特性保证，但未经生产测试。

2

所有输入信号均指定tR = tF = 5 ns(DVCC的10%到90% )并从1.2V电平起开始计时。

= 300 Ω。除非另有说明，所有

LOAD

= 15 pF)

L

AD5749

Rev. 0 | Page 5 of 28

AD5749

时序图

t

1

SCLK

SCLK

SYNC

SDIN

CLEAR

IOUT

RESET

1 2 16

t

t

6

t

4

t

7

D15

t

10

3

t

8

t

2

t

5

D0

t

13

图2. 写入模式时序图

t

9

08923-002

SYNC

t

11

A2SDIN

XSDO X X X R3 R2 R1 R0

A0 R = 1 0 X X X X X X X X X X XA1

t

12

PEC

OVER

IOUT

X

CLRSEL OUTEN

RSET

ERROR

TEMP

FAULT

VOUT

FAULT

08923-003

图3. 回读模式时序图

Rev. 0 | Page 6 of 28

绝对最大额定值

AD5749

除非另有说明，TA = 25°C。100 mA以下的瞬态电流不会造

成SCR闩锁。

表4

参数 额定值

AVDD至GND
DV

至GND

CC

数字输入至GND
数字输出至GND

VREF至GND
VIN至GND
I

至GND

OUT

工作温度范围
工业级
存储温度范围
结温(T

最大值)

J

32引脚LFCSP封装
θ

热阻

JA

引脚温度
焊接

-0.3 V至+58 V

-0.3 V至+7 V

−0.3 V至DV

+ 0.3 V，

CC

或 7 V(取较小者)

−0.3 V至DV

+ 0.3 V，

CC

或 7 V(取较小者)

-0.3 V至+7 V

-0.3 V至+7 V

−0.3 V至AV

DD

-40℃至+105℃

-65℃至+150℃
125℃
28℃/W
JEDEC工业标准
J-STD-020

注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损

坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其

它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能

够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器

件的可靠性。

ESD警告

ESD(静电放电)敏感器件。

带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。
尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能
量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的
ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。

Rev. 0 | Page 7 of 28

AD5749

引脚配置和功能描述

表5. 引脚功能描述

引脚编号 引脚名称 描述

1 SDO/VFAULT

串行数据输出(SDO)。在软件模式下，此引脚用于在回读模式中从输入移位寄存器逐个输出数
据。数据在SCLK上升沿逐个输出，而且在SCLK下降沿有效。此引脚为CMOS输出。

PMET/TLUAF

TCELES

TLUA

TESER

FI/CN

C

CN

WH

CN

CN

N

23

13

03

92

82

72

62

52

PIN 1
INDICATOR

1SDO/VFAULT
2CLRSEL
3CLEAR

AD5749

4DVCC

TOP VIEW

5GND

(Not to Scale)

6SYNC/RSET
7SCLK/OUTEN
8SDIN/R0

9

01

11

21

31

61

41

1R/2DA

2R/1D

NOTES

1. NC = NO CONNECT.

2. THE EXPOSED PADDLE IS TIED TO GND.

A

51

3R/0DA

2TXER

1TXER

FERV

NI

DNG

V

图4. 引脚配置

24 DNC
23 DNC
22 GND
21 GND
20 DNC
19 DNC
18 IOUT
17 AVDD

08923-004

2 CLRSEL

3 CLEAR

4 DVCC
5 GND
6

SYNC

/RSET

7 SCLK/OUTEN

8 SDIN/R0

9 AD2/R1

10 AD1/R2

11 AD0/R3

在硬件或软件模式下，此引脚用于选择清零值(零刻度或中间量程)。在软件模式下，此引脚与
内部CLRSEL位取逻辑“或”。

高电平有效输入。置位此引脚可将输出电流设置为选定范围(用户可选)的刻度或中间量程。
CLEAR引脚与内部clear位取逻辑“或”。详情参见“异步清零(CLEAR)”部分。

数字电源。
接地连接。

上升沿锁存(SYNC)。在软件模式下，上升沿将输入移位寄存器数据并行载入AD5749，同时更新
输出。

电阻选择(RSET)。在硬件模式下，此引脚选择是使用内部电流检测电阻，还是使用外部电流检测
电阻。

如果RSET = 0，则选择外部检测电阻。
如果RSET = 1，则选择内部检测电阻。

串行时钟输入(SCLK)。在软件模式下，数据在SCLK下降沿读入输入移位寄存器。此引脚的工作
时钟速率最高达50 MHz。

输出使能(OUTEN)。在硬件模式下，此引脚用作输出使能引脚。
串行数据输入(SDIN)。在软件模式下，数据必须在SCLK下降沿有效。
范围解码位(R0)。在硬件模式下，此引脚与R1、R2和R3一起用于选择器件的输出电流范围设

置。
器件寻址位(AD2)。在软件模式下，此引脚与AD0和AD1配合使用，允许一条总线上最多可以寻

址八个器件。
范围解码位(R1)。在硬件模式下，此引脚与R0、R2和R3一起用于选择器件的输出电流范围设

置。
器件寻址位(AD1)。在软件模式下，此引脚与AD0和AD2配合使用，允许一条总线上最多可以寻

址八个器件。
范围解码位(R2)。在硬件模式下，此引脚与R0、R1和R3一起用于选择器件的输出电流范围设

置。

器件寻址位(AD0)。在软件模式下，此引脚与AD1和AD2配合使用，允许一条总线上最多可以寻

址八个器件。

范围解码位(R3)。在硬件模式下，此引脚与R0、R1和R2一起用于选择器件的输出电流范围设

置。

Rev. 0 | Page 8 of 28

引脚编号 引脚名称

12, 13 REXT2, REXT1

AD5749

描述

REXT1和REXT2引脚之间可以连接一个15kΩ外部电流设置电阻，用于改善IOUT温度漂移性能。

14 VREF
15 VIN
16 GND
17 AVDD
18 IOUT
19, 20, 23, 24 DNC
21, 22 GND
25, 26, 27, 28 NC
29 HW SELECT

30

31 FAULT/TEMP

32 NC/IFAULT

33 (EPAD) EPAD

RESET

缓冲基准电压输入。
缓冲模拟输入(0 V至4.096 V)。

接地连接。
正模拟电源。
电流输出。
请勿连接到这些引脚。
接地连接。
无连接。可与GND相连。

此引脚用于将器件配置为硬件模式或软件模式。

HW SELECT = 0选择软件控制。
HW SELECT = 1选择硬件控制。

在软件模式下，该引脚将器件复位至其上电状态。低电平有效。
在硬件模式下，不存在复位操作。如果在硬件模式下使用器件，RESET 引脚应连接高电平。

故障报警(FAULT)。在软件模式下，此引脚用作通用故障报警引脚。检测到开路、过温错误或
PEC接口错误时，此引脚置位低电平。此引脚为开漏输出，必须连接到上拉电阻。

过温故障(TEMP)。在硬件模式下，此引脚用作过温故障引脚。检测到过温错误时，此引脚置
位低电平。此引脚为开漏输出，必须连接到上拉电阻。

无连接(NC)。在软件模式下，此引脚无连接。或者，此引脚与GND相连。

开路故障报警(IFAULT)。在硬件模式下，此引脚用作开路故障报警引脚。检测到开路错误时，
此引脚置位低电平。此引脚为开漏输出，必须连接到上拉电阻。

裸露焊盘与GND相连。

Rev. 0 | Page 9 of 28