Texas Instruments DACx3004數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 是12位(DAC63004) 和10位 (DAC53004) 四通道緩沖型電壓輸出和電流輸出智能DAC。這些DACx3004支持高阻態(tài)斷電模式，并在斷電情況下支持高阻態(tài)輸出。DAC輸出提供一個強制檢測選項，可用作可編程比較器和電流阱。多功能GPIO、函數(shù)生成和NVM使這些智能DAC可用于無處理器應(yīng)用和設(shè)計套用。這些器件自動檢測I^2^C、PmBus和SPI接口，并包含一個內(nèi)部基準。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments DACx3004數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)數(shù)據(jù)手冊.pdf

Texas Instruments DACx3004的功能集與微型封裝和超低功耗相結(jié)合，使這些智能DAC成為陸地移動無線電、脈搏血氧儀、筆記本電腦和其他電池供電應(yīng)用實現(xiàn)偏置、校準和波形生成的理想選擇。

特性

• 具有靈活配置的可編程電壓或電流輸出
  • 電壓輸出
    • 1LSB INL和DNL (10位)
    • 增益：1x、1.5x、2x、3x和4x
  • 電流輸出
    • 1LSB INL和DNL (8位)
    • 從25μA到250μA的單極和雙極輸出范圍選項
• 電壓輸出模式下每通道IDD 為35μA
• 適合所有通道的可編程比較器模式
• VDD 關(guān)閉時為高阻抗輸出
• 高阻抗和電阻下拉斷電模式
• 50MHz SPI兼容型接口
• 自動檢測I^2^C、PmBus?或SPI接口
  • VDD = 5.5V時VIH 為1.62V
• 可配置為多種功能的通用輸入/輸出 (GPIO)
• 生成預(yù)定義的波形：正弦波、三角形波、鋸齒波
• 用戶可編程的非易失性存儲器 (NVM)
• 內(nèi)部、外部或電源作為基準
• 寬工作范圍
  • 電源電壓范圍：1.8V至5.5V
  • 溫度范圍：-40°C至+125°C
• 微型封裝：16引腳WQFN (3mm × 3mm）

功能框圖

超低功耗智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器DACx3004技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、DACx3004系列產(chǎn)品概述

Texas Instruments推出的DAC63004(12位)和DAC53004(10位)構(gòu)成了一個引腳兼容的超低功耗智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)家族。這些器件采用3mm×3mm的16引腳WQFN封裝，在工業(yè)級溫度范圍(-40°C至+125°C)內(nèi)工作，供電電壓范圍為1.8V至5.5V。

?關(guān)鍵特性?：

• 可編程電壓或電流輸出模式
  • 電壓輸出：10位分辨率時INL和DNL均為1 LSB
  • 電流輸出：8位分辨率
• 超低功耗：電壓輸出模式下僅35μA/通道
• 自動檢測I2C、PMBus?或SPI接口(50MHz SPI兼容)
• 多功能GPIO可配置為多種功能
• 內(nèi)置波形發(fā)生器(正弦波、三角波、鋸齒波)
• 用戶可編程非易失性存儲器(NVM)
• 支持內(nèi)部、外部或電源作為參考電壓

二、核心技術(shù)創(chuàng)新點

1. 靈活的接口設(shè)計

DACx3004系列支持自動檢測I2C(標準/快速/快速+模式)、PMBus和SPI接口，極大簡化了系統(tǒng)設(shè)計。SPI接口時鐘頻率最高可達50MHz，支持高速數(shù)據(jù)傳輸。

?接口時序關(guān)鍵參數(shù)?：

• SPI寫入操作：SCLK最高50MHz，tSCLKHIGH/tSCLKLOW最小9ns
• I2C標準模式：SCL頻率100kHz，總線空閑時間4.7μs
• I2C快速模式+：SCL頻率可達1MHz

2. 超低功耗架構(gòu)

該系列在電壓輸出模式下僅消耗35μA/通道(典型值)，在休眠模式下最低可至1.5μA。這種特性使其特別適合電池供電應(yīng)用，如便攜式醫(yī)療設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)終端等。

?功耗模式對比?：

• 正常工作模式：35-50μA/通道(電壓輸出)
• 休眠模式：1.5-3μA(內(nèi)部參考關(guān)閉)
• 深度休眠模式：28μA(內(nèi)部參考開啟)

3. 高精度輸出性能

?電壓輸出模式?：

• 12位DAC63004的INL和DNL均為±1 LSB
• 增益誤差±0.5%FSR(典型值)
• 輸出建立時間20μs(至±10%FSR)

?電流輸出模式?：

• 8位分辨率
• 可編程范圍：25μA至250μA
• 輸出建立時間60μs

三、典型應(yīng)用電路設(shè)計

1. 電壓輸出配置

在電壓輸出模式下，需將FBx引腳連接到對應(yīng)的OUTx引腳形成閉環(huán)放大器。輸出可配置1x、1.5x、2x、3x和4x增益，需注意：

• 使用內(nèi)部參考時，VDD ≥ 1.21 × 增益 + 0.2V
• 輸出端建議連接5kΩ電阻和200pF電容負載

2. 電流輸出配置

電流輸出模式下，F(xiàn)Bx引腳應(yīng)保持懸空以最小化泄漏電流。輸出符合電壓范圍：

• 0-25μA范圍：200mV
• ±250μA范圍：400mV

3. 參考電壓設(shè)計

器件支持三種參考源配置：

1. ?內(nèi)部參考?：1.212V典型值，溫度系數(shù)50ppm/°C
2. ?外部參考?：輸入阻抗192kΩ/通道
3. ?電源參考?：直接使用VDD作為參考

四、應(yīng)用場景分析

1. 移動無線電設(shè)備

DACx3004可用于TX-VCO和RX-VCO的偏置控制，其超低功耗特性可延長電池壽命。典型應(yīng)用中，多個DAC通道可分別控制PA偏置、濾波器調(diào)諧等參數(shù)。

2. 脈搏血氧儀

在醫(yī)療應(yīng)用中，器件的低噪聲特性(電壓輸出噪聲密度0.35μV/√Hz)和高精度可滿足生命體征監(jiān)測的嚴格要求。波形生成功能可直接驅(qū)動LED光源。

3. 光模塊

小封裝和寬溫度范圍使其適合光通信模塊中的激光二極管偏置控制。多功能GPIO可用于模塊狀態(tài)監(jiān)測和保護功能觸發(fā)。

4. 筆記本電腦

在便攜式設(shè)備中，DACx3004可用于電源管理、背光控制等應(yīng)用。NVM功能允許存儲校準參數(shù)，簡化生產(chǎn)流程。

五、設(shè)計注意事項

1. ?PCB布局指南?：
   • CAP引腳需連接1.5μF旁路電容至AGND
   • VREF引腳需連接0.1μF去耦電容
   • 熱焊盤必須連接到AGND
2. ?ESD防護?：
   • HBM(人體模型)：±2000V
   • CDM(充電器件模型)：±500V
3. ?熱管理?：
   • 結(jié)至環(huán)境熱阻θJA：49°C/W
   • 結(jié)至板熱阻θJB：24.1°C/W
4. ?可靠性數(shù)據(jù)?：
   • EEPROM耐久性：20,000次寫入周期
   • 數(shù)據(jù)保持：50年(25°C)