Texas Instruments DACx3004W智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 是引腳兼容系列四通道、緩沖型、電壓輸出和電流輸出智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)。這些DACx3004W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(gè)強(qiáng)制檢測(cè)選項(xiàng)，可用作可編程比較器和電流阱。多功能GPIO、NVM和數(shù)函生成使這些智能DAC適用于設(shè)計(jì)重復(fù)使用和無(wú)處理器的應(yīng)用。這些器件可自動(dòng)檢測(cè)I^2^C、SPI和PMBus接口，并包含一個(gè)內(nèi)部參考。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments DACx3004W智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments DACx3004W的功能集與微型封裝和低功耗相結(jié)合，使這些智能DAC成為偏置和校準(zhǔn)用直流設(shè)定點(diǎn)、電壓裕量和調(diào)節(jié)以及波形生成等應(yīng)用的理想選擇。

特性

• 具有靈活配置的可編程電壓或電流輸出
  • 電壓輸出
    • 1 LSB DNL
    • 1×、1.5×、2×、3×和4×增益
  • 電流輸出
    • 1LSB INL和DNL (8位)
  • 單極和雙極輸出范圍選項(xiàng)：25μA至250μA
• 在電壓輸出模式下，每通道IDD 為35μA
• 適合所有通道的可編程比較器模式
• 當(dāng)VDD 關(guān)閉時(shí)提供高阻抗輸出
• 高阻抗和電阻下拉斷電模式
• 50 MHz SPI兼容型接口
• 自動(dòng)檢測(cè)的I^2^C、SPI或PMBus?接口
  • 1.62V V IH （VDD = 5.5V時(shí)）
• 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(hù)可編程的非易失性存儲(chǔ)器 (NVM)
• 內(nèi)部、外部或電源作為基準(zhǔn)
• 寬工作范圍
  • 電源范圍：1.8 V至5.5 V
  • 溫度范圍：-40°C至+125°C
• 16引腳DSBGA (1.75 mm × 1.75 mm) 微型封裝

簡(jiǎn)化框圖

德州儀器DACx3004W智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析

關(guān)鍵特性

靈活的電壓/電流輸出配置

• ?電壓輸出模式?：
  • 12位(DAC63004W)或10位(DAC53004W)分辨率
  • 可編程增益：1×、1.5×、2×、3×和4×
  • 輸出電壓范圍：0V至VDD
  • 電壓輸出模式下每通道僅消耗35μA電流
• ?電流輸出模式?：
  • 8位分辨率
  • 多種輸出范圍可選：25μA至250μA(單極性和雙極性)
  • 輸出阻抗高達(dá)60MΩ

智能功能集

• 自動(dòng)檢測(cè)的I2C/SPI/PMBus接口(支持50MHz SPI和1MHz I2C Fast Mode Plus)
• 可編程比較器模式(所有通道)
• 預(yù)定義波形生成功能(正弦波、三角波、鋸齒波)
• 用戶(hù)可編程非易失性存儲(chǔ)器(NVM)
• 多功能GPIO(可配置為L(zhǎng)DAC、PD、PROTECT、RESET等多種功能)

電源管理特性

• 掉電時(shí)高阻抗輸出
• 支持高阻抗和電阻下拉兩種掉電模式
• 深度睡眠模式下功耗僅1.5μA(典型值)

內(nèi)部架構(gòu)與工作原理

DACx3004W采用字符串架構(gòu)，包含電壓輸出放大器和外部反饋引腳，以及每個(gè)通道的電壓-電流轉(zhuǎn)換器。器件內(nèi)部包含1.21V基準(zhǔn)電壓源，同時(shí)支持外部基準(zhǔn)輸入或電源電壓作為基準(zhǔn)。

?參考電壓選擇?：

1. ?內(nèi)部基準(zhǔn)?：1.21V固定電壓，通過(guò)可編程增益放大器實(shí)現(xiàn)不同輸出范圍
2. ?外部基準(zhǔn)?：1.7V至VDD范圍，輸出增益固定為1×
3. ?電源基準(zhǔn)?：直接使用VDD作為基準(zhǔn)，輸出增益固定為1×

?數(shù)字接口?：

• 支持I2C標(biāo)準(zhǔn)模式(100kbps)、快速模式(400kbps)和快速模式Plus(1Mbps)
• SPI模式支持三線接口(默認(rèn))和四線接口(通過(guò)GPIO配置SDO)
• 自動(dòng)協(xié)議檢測(cè)功能，上電后鎖定首次成功通信的接口協(xié)議

典型應(yīng)用

1. 可編程電流源

DACx3004W可通過(guò)外部MOSFET構(gòu)建高精度電流源，利用其力-感測(cè)輸出補(bǔ)償MOSFET的柵源電壓變化。GPIO引腳可用于無(wú)需軟件的電流開(kāi)關(guān)控制，輸出電流范圍可通過(guò)外部電阻RSET設(shè)置。

?設(shè)計(jì)示例?：

• 目標(biāo)：0-200mA可編程電流源
• 設(shè)計(jì)參數(shù)：
  • VSET = 0.6V (最大)
  • RSET = 3Ω (功率≥120mW)
  • DAC配置：
    • 內(nèi)部基準(zhǔn)1.21V
    • 增益1.5×
    • 12位代碼1354d(對(duì)應(yīng)0.6V輸出)

2. 電壓裕度和縮放

DACx3004W的高阻抗輸出特性使其非常適合電壓裕度和縮放應(yīng)用：

• 上電時(shí)DAC輸出默認(rèn)保持高阻抗
• 可通過(guò)NVM預(yù)編程啟動(dòng)代碼
• 可編程壓擺率控制(4μs/step至5127.92μs/step)
• PROTECT功能可在系統(tǒng)故障時(shí)安全關(guān)閉輸出

3. 光學(xué)模塊應(yīng)用

• 小尺寸封裝滿足空間限制
• 高精度電流輸出驅(qū)動(dòng)激光二極管
• 溫度補(bǔ)償功能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性

編程與配置

寄存器映射

DACx3004W提供豐富的寄存器配置選項(xiàng)，包括：

• DAC數(shù)據(jù)寄存器(12/10/8位)
• 邊沿設(shè)置寄存器(高/低裕度)
• 功能配置寄存器(波形生成、壓擺率控制)
• 比較器模式配置
• 通用配置寄存器(電源管理、NVM控制)

非易失性存儲(chǔ)器(NVM)

• 支持用戶(hù)編程和擦除
• 20000次寫(xiě)周期耐久度(85°C下)
• 50年數(shù)據(jù)保持能力(25°C)
• 內(nèi)置CRC校驗(yàn)確保數(shù)據(jù)完整性

布局建議

為確保最佳性能，建議：

1. 將模擬、數(shù)字和電源引腳分開(kāi)布局
2. 在VDD引腳附近放置0.1μF去耦電容
3. CAP引腳使用約1.5μF旁路電容
4. 所有數(shù)字輸出引腳需外部上拉電阻
5. 保持參考電壓走線短且遠(yuǎn)離噪聲源