Ultralow Noise 20-Bit Audio DAC APPLICATIONS +V4 13 NRL1High Performance Compact Disc PlayersCLK 5 12 AGNDINPUTDigital Audio Amplifiers&20-BITLE 6 11Synthesizer Keyboards IOUTDIGITALDACDigital Mixing ConsolesOFFSETDATA 7 10 RFHigh Resolution Signal Processing–V 8 9 DGNDLAD1862PRODUCT DESCRIPTIONregister to the DAC input register. The data clock can functionThe AD1862 is a monolithic 20-bit digital audio DAC. Eachat 17 MHz, allowing 16 × F operation. The serial input port isSdevice provides a 20-bit DAC, 20-bit serial-to-parallel inputcompatible with second-generation digital filter chips for con-register and voltage reference. The digital portion of thesumer audio products such as the NPC SM5813 and SM5818.AD1862 is fabricated with CMOS logic elements that are pro-The AD1862 operates with ±5 V to ±12 V supplies for the dig-vided by Analog Devices’ BiMOS II process. The analog por-ital power supplies and ±12 V supplies for the analog supplies.tion of the AD1862 is fabricated with bipolar and MOS devicesThe digital and analog supplies can be separated for reducedas well as thin-film resistors.digital crosstalk. Separate analog and digital common pins areNew design, layout and packaging techniques all combine toalso provided. The AD1862 typically dissipates less thanproduce extremely high performance audio playback. The de-300 mW.sign of the AD1862 incorporates a digital offset circuit whichThe AD1862 is packaged in a 16-pin plastic DIP. The operatingimproves low-level distortion performance. Low stress packag-range is guaranteed to be –25°C to +70°C.ing techniques are used to minimize stress-induced parametricshifts. Stress-sensitive circuit elements are located in die areasPRODUCT HIGHLIGHTSwhich are least affected by packaging stress. Laser-trimming of1. 120 dB signal-to-noise ratio. (typical)initial linearity error affords extremely low total harmonic2. 102 dB D-Range performance. (minimum)distortion. Output glitch is also small, contributing to the over-all high level of performance.3. ±1 dB gain linearity @ –90 dB amplitude.The noise performance of the AD1862 is excellent. When used4. 20-bit resolution provides 120 dB of dynamic range.with the recommended two external noise-reduction capacitors,5. 16 × F operation.Sit achieves 120 dB signal-to-noise ratio.6. 0.0016% THD+N @ 0 dB signal amplitude. (typical)The serial input port consists of the clock, data and latch enablepins. A serial 20-bit, 2s complement data word is clocked into 7. Space saving 16-pin DIP package.the DAC, MSB first, by the external data clock. A latch-enable8. ±1 mA output current.signal transfers the input word from the internal serial input*Protected by U.S. Patent Numbers: 4,349,811; 4,857,862; 4,855,618;3,961,326; 4,141,004; 4,902,959.REV. AInformation furnished by Analog Devices is believed to be accurate andreliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for itsuse, nor for any infringements of patents or other rights of third partiesOne Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106,  U.S.A.which may result from its use. No license is granted by implication orotherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Tel: 617/329-4700 Fax: 617/326-8703(T at +258C and 612 V supplies, see Figure 10 for test circuit schematic)AD1862–

Ultralow Noise 20-Bit Audio DAC# AD1862N Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The AD1862N is a high-performance, 20-bit monolithic digital-to-analog converter (DAC) primarily employed in precision audio and instrumentation applications. Its primary use cases include:

 Professional Audio Equipment 
- Digital mixing consoles and audio workstations
- High-end CD players and digital audio transports
- Mastering-grade digital audio processors
- Broadcast studio equipment requiring 20-bit resolution

 Measurement and Instrumentation 
- Precision waveform generators
- Automated test equipment (ATE) systems
- Data acquisition systems requiring high linearity
- Calibration reference sources

 Medical Imaging Systems 
- Ultrasound equipment signal processing
- MRI audio output stages
- Diagnostic audio equipment requiring low distortion

### Industry Applications

 Consumer Audio Industry 
- High-end home theater systems
- Reference-grade audio components
- Audiophile digital-to-analog converters
- Professional recording studio interfaces

 Telecommunications 
- Digital signal processing equipment
- High-quality voice codec systems
- Telecommunications test equipment

 Industrial Automation 
- Precision control systems
- Process monitoring equipment
- Quality assurance testing apparatus

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Exceptional Linearity : ±0.00076% differential nonlinearity ensures minimal distortion
-  Low Noise Performance : -96dB typical THD+N provides clean audio reproduction
-  Monolithic Construction : Enhanced reliability and temperature stability
-  Direct Digital Interface : Simplified connection to digital signal processors
-  Wide Dynamic Range : 120dB typical range suitable for critical applications

 Limitations: 
-  Legacy Component : Requires careful sourcing and may have limited availability
-  Power Requirements : ±5V dual supply complicates power management
-  Clock Sensitivity : Requires precise master clock signals for optimal performance
-  Output Configuration : Current output requires external I/V conversion stage
-  Package Constraints : 20-pin DIP package may not suit modern compact designs

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Power Supply Issues 
- *Pitfall*: Inadequate power supply decoupling causing performance degradation
- *Solution*: Implement 0.1μF ceramic capacitors close to power pins with 10μF tantalum bulk capacitors

 Clock Signal Integrity 
- *Pitfall*: Jittery master clock introducing timing errors and increased distortion
- *Solution*: Use dedicated clock generator ICs with low phase noise and proper termination

 Grounding Problems 
- *Pitfall*: Mixed analog/digital ground planes causing noise coupling
- *Solution*: Implement star grounding with separate analog and digital ground planes

 Thermal Management 
- *Pitfall*: Inadequate heat dissipation in high-density layouts
- *Solution*: Provide sufficient copper area and consider thermal vias for heat spreading

### Compatibility Issues with Other Components

 Digital Interface Compatibility 
- The AD1862N requires specific timing relationships between DATA, LATCH, and CLOCK signals
- Modern digital signal processors may require interface logic for proper timing alignment
- Voltage level translation may be necessary when interfacing with 3.3V logic systems

 Analog Output Stage Compatibility 
- Current output requires external operational amplifier for voltage conversion
- Op-amp selection critical for maintaining overall system performance
- Must match op-amp slew rate and bandwidth to AD1862N capabilities

 Power Supply Sequencing 
- Requires careful power-up/down sequencing when used with mixed-voltage systems
- Potential latch-up issues if digital and analog supplies are not properly managed

### PCB Layout Recommendations

 Component Placement 
- Place decoupling capacitors within 5mm of power pins
- Position the master clock source close to the AD1862N to minimize trace length
- Keep analog output circuitry isolated from digital sections

 Routing Guidelines 
-