Der AD7226, der MX7226 und der TLC7226 sind pinkompatible Vierfach-8Bit-Digital/Analog-Konverter, die von Analog Devices, Maxim beziehungsweise Texas Instruments entwickelt wurden. Bei vielen Produkten ist die Verfügbarkeit von solchen Alternativ-Bauteilen gefordert ("Second-Source"). Sie lassen sich ohne eine Anpassung der Schaltung verwenden, falls das ursprüngliche Bauteil auf Grund von Lieferengpässen nicht verfügbar ist oder gar nicht mehr produziert wird.
Für die DACs des AD7226 gibt Analog Devices einen Gesamtfehler von maximal +/-1LSB an. Der Temperaturkoeffizient der Vollaussteuerung beträgt +/-20ppm/°C. Der Offset kann bis zu +/-20mV betragen und schwankt mit +/-50µV/°C.
Das Datenblatt des AD7226 enthält ein Blockschaltbild, das die
Funktionsblöcke des Bausteins zeigt. Vier Zwischenspeicher dienen als Ablage für
die vier Digitalwerte, die über einen 8Bit breiten Datenbus übertragen werden
können. Eine Steuerungslogik kontrolliert den Schreibvorgang in die
Zwischenspeicher.
Die DACs arbeiten mit einer von außen
zuzuführenden Referenzspannung. Die eingestellten Spannungen werden von vier
Spannungsfolgern gepuffert.
Das Die ist ungefähr 3,38mm x 3,15mm groß. Die Strukturen lassen sich relativ gut den Funktionsblöcken zuordnen.
Im weißen Bereich links wird der 8Bit breite Datenbus entgegen genommen. An der unteren Kante befindet sich die Control-Logic (lila). Die generierten Steuersignale und der Datenbus werden nach oben geführt und von den Zwischenspeicher kontaktiert (hellgrün und dunkelgrün). Mittig sind die Digital-Analog-Wandler angeordnet (hellblau und dunkelblau) und rechts sind die Operationsverstärker platziert (gelb und rot).
An den Bondpads befinden sich Eingangsbeschaltungen, die neben einer Schutzfunktion wahrscheinlich auch eine Art Signalaufbereitung realisieren.
Zwischen den Eingängen und den Zwischenspeichern verlaufen 16 Leitungen. Die linken acht Leitungen stellen den Datenbus dar, von dem aus die Zwischenspeicher den aktuell anliegenden Wert abholen können. Die rechten acht Leitungen entspringen der Control-Logic und steuern die Zwischenspeicher.
Mittig sind die eigentlichen Digital-Analog-Wandler platziert, die aus 26 relativ großen Widerstandsstreifen und einigen verschieden großen Transistoren bestehen.
Das Datenblatt enthält ein Prinzipschaltbild des Digital-Analog-Wandlers. Es handelt sich um einen R2R-Widerstandsteiler, der allerdings anders als beim KWH DAC32 und beim Burr-Brown DAC709 keine Stromsenken besitzt.
Markiert man mit dem Wissen um den grundsätzlichen Aufbau einige Teile der
Schaltung, so ist schön zu sehen, dass die Transistorflächen der Umschalter am
rechten Ende sehr viel größer sind als am linken Ende. Diese Staffelung ist
notwendig, da der Verzicht auf Stromsenken dazu führt, dass die einzelnen
Transistoren sehr unterschiedliche Ströme tragen müssen.
Die Widerstände
lassen keine Spuren von einem Abgleich erkennen.
Auf die Digital-Analog-Wandler folgen die vier Operationsverstärker, die die generierten Spannungswerte puffern und ausgeben. Der Schaltungsblock an der unteren Kante ist nur einmal vorhanden. Seine Funktion lässt sich nicht zuordnen.
Die vier länglichen, roten Streifen sind kreuzweise verschaltet. Hierbei
handelt es sich höchstwahrscheinlich um die Eingangstransistoren, die durch den
speziellen Aufbau weniger von Temperaturgradienten beeinflusst werden. Neben dem
Eingang befinden sich vier weitere über
Kreuz verschaltete Transistoren.
Die zwei großen roten Flächen stellen die
Kondensatoren dar, die den Frequenzgang und die maximale Spannungsanstiegszeit
der Operationsverstärker definieren.
Am rechten Rand befindet sich die Endstufe.
Ganz oben im Bild sind zehn Quadrate zu erkennen, die nur zum Teil kontaktiert
sind. Es scheint sich dabei um Stromquellen zu handeln, deren Anzahl und damit
der resultierende Strom lassen sich über die Metalllage auswählen.
Das
Datenblatt gibt an, dass der Offset der Operationsverstärker während der
Produktion mit einem Laser abgeglichen wird. Zu sehen ist davon
allerdings nichts.
Die Zeichenfolge P256 könnte eine interne Bezeichnung und/oder eine Versionierung darstellen. Insgesamt sind zehn Maskenbezeichnungen zu erkennen.
Maxim produzierte den Vierfach-8Bit-Digital-Analog-Konverter unter der Bezeichnung MX7226.
Das Datenblatt enthält eine Darstellung des Dies.
Der MX7226 besitzt ein erkennbar anderes Design als der AD7226. Die einzelnen Funktionsblöcke sind aber ähnlich angeordnet, da sich ihre sinnvolle Position relativ eindeutig aus der Funktion ergibt. Das Die ist mit 3,99mm x 3,85mm etwas größer als das des AD7226.
Der Logikbereich ist sehr ähnlich aber nicht gleich aufgebaut. Links der Zwischenspeicher befinden sich nur 12 Leitungen. Die ersten acht Leitungen übertragen das digitale Eingangssignal, die übrigen vier Leitungen wählen den gewünschten Zwischenspeicher aus.
Auch die Digital-Analog-Wandler stellen sich sehr ähnlich dar. Die Verschaltung der Widerstände ist gleich. Die Anordnung und die Größe der Transistoren ist ebenfalls vergleichbar.
An der unteren Kante werden die Steuersignale aufbereitet.
Ganz rechts sind die Operationsverstärker platziert. In der linken oberen Ecke der Operationsverstärker befinden sich die aufgedoppelten, über Kreuz verschalteten Eingangstransistoren. Darunter sind wie beim AD7226 weitere über Kreuz verschaltete Transistoren angeordnet. Die großen Transistoren in der unteren rechten Ecke stellen die Ausgangsendstufe dar.
Das Design stammt aus dem Jahr 1991. Es sind neun Maskenbezeichnungen zu erkennen, die anscheinend teilweise bereits einmal überarbeitet wurden.
An der oberen Kante befinden sich vier Fusible Links, die es ermöglichen ein Widerstandarray zu justieren.
Texas Instruments produziert den Vierfach-8Bit-DAC unter der Bezeichnung TLC7226.
Texas Instruments kam im Vergleich zu Analog Devices und Maxim mit einem sehr
viel kleineren Die aus. Es misst nur 2,74mm x 2,77mm.
Der grundsätzliche
Aufbau scheint den anderen beiden DACs zu gleichen. Auch hier ist links der
Daten- und Steuerungsbus zu erahnen. Die Widerstände der DACs sind mittig
horizontal angeordnet. Von rechs oben wird sehr massiv und sternförmig ein
Potential zu diesem Bereich geführt. Vermutlich handelt es sich um das
Referenzpotential. Rechts sind die vier Operationsverstärker und deren Endstufen
erkennbar.
