集成16位电平设置DAC的四参数测量单元芯片 AD5522，工程师们的 “老伙计”

本期是平台君和您分享的第334期内容

你知道吗？工厂里精准控制阀门的信号、医疗设备中捕捉的微弱心电数据、实验室仪器输出的标准电压，可能都离不开同一款 “幕后功臣”——👈集成16位电平设置DAC的四参数测量单元芯片。

这款由 ADI 公司打造的“多面手”，凭什么能在工业、医疗、仪器三大领域站稳脚跟？今天咱们就全方位地拆解它的“过人之处”，看看它如何把“模拟信号”与“数字信号”玩得明白。

Chip Basic Information

01. 芯片简介

AD5522 是由ADI公司研发的一款具备多路模拟输入与输出功能的混合信号芯片，在工业控制、医疗设备、仪器仪表等领域有着广泛的应用。

该芯片以其高精度、低功耗以及灵活的接口设计，能够满足多种复杂场景下的信号处理需求，为系统设计提供了可靠且高效的解决方案。

从芯片的基本参数来看，AD5522 具有 8 路 12 位模拟输入通道和 4 路 12 位模拟输出通道，模拟输入范围可通过外部电路配置为 0 - 5V、0 - 10V 或 ±5V、±10V 等多种模式，满足不同传感器信号采集的需求。

在供电方面，芯片支持单电源 5V 供电，典型工作电流仅为 2.5mA，低功耗特性使其在便携式设备和电池供电系统中具备显著优势。

AD5522管芯文字（图源：IPBrain平台）

此外，AD5522 的工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃，能够适应工业环境中的恶劣温度条件，保证芯片在各种工况下的稳定运行。

Block Parsing

02. 分块解析

（一）ADC 模块设计

AD5522 的 ADC 采用逐次逼近寄存器（SAR）架构，该架构通过 “比较 - 调整” 循环实现模拟信号的量化，在精度与转换速度之间取得平衡。其核心组成包括：

采样保持电路：采用高速电容式采样结构，采样时间仅为 50ns，可有效减少信号采样过程中的失真，确保在高频信号采集场景下的稳定性；
DAC 反馈网络：内置 12 位 R-2R 梯形电阻网络，该网络通过精准匹配的电阻元件实现低非线性误差，配合低温漂运算放大器，使 ADC 的积分非线性误差（INL）控制在 ±1LSB 以内；
时钟与控制单元：支持外部时钟输入（最高 50MHz）与内部时钟模式，时钟抖动控制在 10ps 以下，避免时钟噪声对转换精度的干扰。

通过对 ADC 模块的时序分析可知，在 5V 单电源供电、采样率为 100kSPS 时，其动态范围可达 70dB，信噪比（SNR）为 65dB，能够满足中高精度信号采集需求。

AD5522功能框图（图源：芯片规格书）

（二）DAC 模块设计

DAC 模块采用电流舵型架构，结合电阻分压网络实现高精度电压输出，具体设计特点如下：

（三）通信与控制模块

芯片的通信接口采用 “SPI+I2C” 双模式设计，其控制逻辑单元通过以下机制确保数据传输的可靠性：

SPI 接口：支持标准 SPI、QSPI 等多种协议模式，采用 16 位数据帧结构（8 位命令 + 8 位数据），通过 CRC 校验位减少传输错误，在 50MHz 时钟频率下，数据传输速率可达 50Mbps；
I2C 接口：支持 100kHz（标准模式）与 400kHz（快速模式），具备从地址自动识别功能，可同时挂载 16 个从设备，适用于多芯片协同工作场景；
寄存器映射机制：芯片内置 32 个可配置寄存器，涵盖通道使能、增益设置、故障检测等功能，寄存器读写采用 “写使能 - 数据写入 - 校验” 三步流程，防止误操作导致的参数配置错误。