Texas Instruments DACx3004数模转换器 (DAC) 是12位(DAC63004) 和10位 (DAC53004) 四通道缓冲型电压输出和电流输出智能DAC。这些DACx3004支持高阻态断电模式，并在断电情况下支持高阻态输出。DAC输出提供一个强制检测选项，可用作可编程比较器和电流阱。多功能GPIO、函数生成和NVM使这些智能DAC可用于无处理器应用和设计套用。这些器件自动检测I^2^C、PmBus和SPI接口，并包含一个内部基准。

数据手册：*附件：Texas Instruments DACx3004数模转换器 (DAC)数据手册.pdf

Texas Instruments DACx3004的功能集与微型封装和超低功耗相结合，使这些智能DAC成为陆地移动无线电、脉搏血氧仪、笔记本电脑和其他电池供电应用实现偏置、校准和波形生成的理想选择。

特性

• 具有灵活配置的可编程电压或电流输出
  • 电压输出
    • 1LSB INL和DNL (10位)
    • 增益：1x、1.5x、2x、3x和4x
  • 电流输出
    • 1LSB INL和DNL (8位)
    • 从25μA到250μA的单极和双极输出范围选项
• 电压输出模式下每通道IDD 为35μA
• 适合所有通道的可编程比较器模式
• VDD 关闭时为高阻抗输出
• 高阻抗和电阻下拉断电模式
• 50MHz SPI兼容型接口
• 自动检测I^2^C、PmBus™或SPI接口
  • VDD = 5.5V时VIH 为1.62V
• 可配置为多种功能的通用输入/输出 (GPIO)
• 生成预定义的波形：正弦波、三角形波、锯齿波
• 用户可编程的非易失性存储器 (NVM)
• 内部、外部或电源作为基准
• 宽工作范围
  • 电源电压范围：1.8V至5.5V
  • 温度范围：-40°C至+125°C
• 微型封装：16引脚WQFN (3mm × 3mm）

功能框图

超低功耗智能数模转换器DACx3004技术解析与应用指南

一、DACx3004系列产品概述

Texas Instruments推出的DAC63004(12位)和DAC53004(10位)构成了一个引脚兼容的超低功耗智能数模转换器(DAC)家族。这些器件采用3mm×3mm的16引脚WQFN封装，在工业级温度范围(-40°C至+125°C)内工作，供电电压范围为1.8V至5.5V。

‌关键特性‌：

• 可编程电压或电流输出模式
  • 电压输出：10位分辨率时INL和DNL均为1 LSB
  • 电流输出：8位分辨率
• 超低功耗：电压输出模式下仅35μA/通道
• 自动检测I²C、PMBus™或SPI接口(50MHz SPI兼容)
• 多功能GPIO可配置为多种功能
• 内置波形发生器(正弦波、三角波、锯齿波)
• 用户可编程非易失性存储器(NVM)
• 支持内部、外部或电源作为参考电压

二、核心技术创新点

1. 灵活的接口设计

DACx3004系列支持自动检测I²C(标准/快速/快速+模式)、PMBus和SPI接口，极大简化了系统设计。SPI接口时钟频率最高可达50MHz，支持高速数据传输。

‌接口时序关键参数‌：

• SPI写入操作：SCLK最高50MHz，tSCLKHIGH/tSCLKLOW最小9ns
• I²C标准模式：SCL频率100kHz，总线空闲时间4.7μs
• I²C快速模式+：SCL频率可达1MHz

2. 超低功耗架构

该系列在电压输出模式下仅消耗35μA/通道(典型值)，在休眠模式下最低可至1.5μA。这种特性使其特别适合电池供电应用，如便携式医疗设备、物联网终端等。

‌功耗模式对比‌：

• 正常工作模式：35-50μA/通道(电压输出)
• 休眠模式：1.5-3μA(内部参考关闭)
• 深度休眠模式：28μA(内部参考开启)

3. 高精度输出性能

‌电压输出模式‌：

• 12位DAC63004的INL和DNL均为±1 LSB
• 增益误差±0.5%FSR(典型值)
• 输出建立时间20μs(至±10%FSR)

‌电流输出模式‌：

• 8位分辨率
• 可编程范围：25μA至250μA
• 输出建立时间60μs

三、典型应用电路设计

1. 电压输出配置

在电压输出模式下，需将FBx引脚连接到对应的OUTx引脚形成闭环放大器。输出可配置1x、1.5x、2x、3x和4x增益，需注意：

• 使用内部参考时，VDD ≥ 1.21 × 增益 + 0.2V
• 输出端建议连接5kΩ电阻和200pF电容负载

2. 电流输出配置

电流输出模式下，FBx引脚应保持悬空以最小化泄漏电流。输出符合电压范围：

• 0-25μA范围：200mV
• ±250μA范围：400mV

3. 参考电压设计

器件支持三种参考源配置：

1. ‌内部参考‌：1.212V典型值，温度系数50ppm/°C
2. ‌外部参考‌：输入阻抗192kΩ/通道
3. ‌电源参考‌：直接使用VDD作为参考

四、应用场景分析

1. 移动无线电设备

DACx3004可用于TX-VCO和RX-VCO的偏置控制，其超低功耗特性可延长电池寿命。典型应用中，多个DAC通道可分别控制PA偏置、滤波器调谐等参数。

2. 脉搏血氧仪

在医疗应用中，器件的低噪声特性(电压输出噪声密度0.35μV/√Hz)和高精度可满足生命体征监测的严格要求。波形生成功能可直接驱动LED光源。

3. 光模块

小封装和宽温度范围使其适合光通信模块中的激光二极管偏置控制。多功能GPIO可用于模块状态监测和保护功能触发。

4. 笔记本电脑

在便携式设备中，DACx3004可用于电源管理、背光控制等应用。NVM功能允许存储校准参数，简化生产流程。

五、设计注意事项

1. ‌PCB布局指南‌：
   • CAP引脚需连接1.5μF旁路电容至AGND
   • VREF引脚需连接0.1μF去耦电容
   • 热焊盘必须连接到AGND
2. ‌ESD防护‌：
   • HBM(人体模型)：±2000V
   • CDM(充电器件模型)：±500V
3. ‌热管理‌：
   • 结至环境热阻θJA：49°C/W
   • 结至板热阻θJB：24.1°C/W
4. ‌可靠性数据‌：
   • EEPROM耐久性：20,000次写入周期
   • 数据保持：50年(25°C)