AD1861N

16-Bit/18-Bit, 16 X Fs PCM Audio DACs Specifications subject to change without notice.16-BIT 16-BIT16-BIT 16-BIT –V +V–V +V 1 16S 1 16 S S SLATCH DAC LATCH DACDGND DGND2 15 TRIM 2 15 TRIMSERIAL SERIAL+V +VL 3 14 MSB ADJ L 3 14 MSB ADJINPUT INPUTREGISTER REGISTERNC I I NC I I4 OUT 13 4 OUTOUT 13 OUTCLK 12 AGND 12 AGND5 CLK 5CONTROL CONTROLLOGIC LOGICLE6 11 SJ LE 6 11 SJDATA R7 10 DATA 10 RF 7 FVNC OUT V8 9 NC OUTAD1851 8 AD1851 9NC = NO CONNECTNC = NO CONNECTAD1851 Functional Block DiagramAD1861 Functional Block Diagram–2– REV. AAD1851/AD1861AD1851Min Typ Max UnitsRESOLUTION 16 BitsTOTAL HARMONIC DISTORTION + NOISE0 dB, 990.5 HzAD1851N-J, R-J 0.003 0.004 %AD1851N, R 0.004 0.008 %–20 dB, 990.5 HzAD1851N-J, R-J 0.009 0.016 %AD1851N, R 0.009 0.040 %–60 dB, 990.5 HzAD1851N-J, R-J 0.9 1.6 %AD1851N, R 0.9 4.0 %D-RANGE* (With A-Weight Filter)–60 dB, 990.5 Hz AD1851N, R 88 dBAD1851N-J, R-J 96 dBSIGNAL-TO-NOISE RATIO 107 110 dBMAXIMUM CLOCK INPUT FREQUENCY 12.5 MHzACCURACYDifferential Linearity Error ±0.001 % of FSRMONOTONICITY 14 BitsPOWER SUPPLYCurrent+I 10.0 13.0 mA–I –10.0 –15.0 mAPower Dissipation 100 mWAD1861Min Typ Max UnitsRESOLUTION 18 BitsTOTAL HARMONIC DISTORTION + NOISE0 dB, 990.5 HzAD1861N-J, R-J 0.003 0.004 %AD1861N, R 0.004 0.008 %–20 dB, 990.5 HzAD1861N-J, R-J 0.009 0.016 %AD1861N, R 0.009 0.040 %–60 dB, 990.5 HzAD1861N-J, R-J 0.9 1.6 %AD1861N, R 0.9 4.0 %D-RANGE* (With A-Weight Filter)–60 dB, 990.5 Hz AD1861N, R 88 dBAD1861N-J, R-J 96 dBSIGNAL-TO-NOISE RATIO 107 110 dBMAXIMUM CLOCK INPUT FREQUENCY 13.5 MHzACCURACYDifferential Linearity Error ±0.001 % of FSRMONOTONICITY 15 BitsPOWER SUPPLYCurrent+I 10.0 13.0 mA–I –10.0 –15.0 mAPower Dissipation 100 mW*Tested in accordance with EIAJ Test Standard CP-307.

16-Bit/18-Bit, 16 X Fs PCM Audio DACs# AD1861N Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The AD1861N is a high-performance, 18-bit monolithic digital-to-analog converter (DAC) primarily employed in precision audio and instrumentation applications. Key use cases include:

 Digital Audio Systems 
- Professional audio equipment (mixers, recording consoles)
- High-end consumer audio (CD players, digital audio workstations)
- Broadcast studio equipment requiring 18-bit resolution
- Digital audio effects processors and synthesizers

 Test and Measurement Equipment 
- Precision waveform generators
- Automated test equipment (ATE) systems
- Data acquisition systems requiring high linearity
- Calibration equipment and standards

 Industrial Control Systems 
- Process control instrumentation
- Precision voltage/current sources
- Motor control systems requiring accurate analog outputs

### Industry Applications

 Audio Industry 
-  Professional Recording : Used in high-end digital mixing consoles and mastering equipment where low distortion and high signal-to-noise ratio are critical
-  Broadcast Equipment : Employed in radio and television broadcast consoles for superior audio quality
-  Musical Instruments : Digital synthesizers and electronic organs benefit from the device's excellent dynamic range

 Industrial Automation 
-  Process Control : Precision control loops requiring accurate analog setpoints
-  Test and Measurement : Calibration systems and precision signal sources
-  Medical Equipment : Diagnostic instruments requiring high-resolution analog outputs

 Communications 
-  Telecom Systems : Base station equipment requiring clean analog signaling
-  RF Test Equipment : Signal generators and modulation systems

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  18-bit resolution  provides excellent dynamic range (typically 96dB)
-  Low total harmonic distortion  (THD < -90dB) ensures clean audio reproduction
-  Monolithic construction  offers superior matching and temperature stability
-  Direct microprocessor interface  simplifies system integration
-  ±10V output swing  accommodates most professional audio levels
-  Low glitch energy  minimizes audible artifacts during code transitions

 Limitations: 
-  Requires external voltage references  for optimal performance
-  Limited to parallel data interface , not suitable for serial systems without additional components
-  Higher power consumption  compared to modern delta-sigma converters
-  Aging technology  with potential obsolescence concerns
-  Sensitive to power supply noise  requiring careful decoupling

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Power Supply Issues 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing noise and distortion
-  Solution : Use 10μF tantalum and 0.1μF ceramic capacitors at each power pin, placed as close as possible to the device

 Grounding Problems 
-  Pitfall : Shared digital and analog ground paths creating noise coupling
-  Solution : Implement star grounding with separate analog and digital ground planes connected at a single point

 Reference Voltage Stability 
-  Pitfall : Using unstable reference voltages degrading linearity
-  Solution : Employ precision voltage references (e.g., AD586, REF02) with low temperature drift and noise

 Digital Interface Timing 
-  Pitfall : Violating setup/hold times causing data corruption
-  Solution : Carefully review timing diagrams and add wait states if necessary in microprocessor systems

### Compatibility Issues with Other Components

 Microprocessor Interfaces 
-  Compatible : Most 8-bit and 16-bit microprocessors with standard control signals
-  Issues : Modern high-speed processors may require additional buffering or wait states
-  Solution : Use latches (74HC573) for data bus isolation and timing control

 Voltage References 
-  Recommended : Precision references with low noise (<10μV) and low temperature drift (<10ppm/°C)
-  Avoid : Zener diode references due to noise and stability