DAC7551-Q1 12 位超低毛刺汽车级电压输出 DAC 产品总结

DAC7551-Q1 设备是一种单通道、电压输出的数模转换器 （DAC）具有卓越的线性和单调性，以及一种最小化的专有架构 故障能量。低功耗DAC7551-Q1器件由单一2.7至5.5伏电源供电。这 DAC7551-Q1输出放大器可驱动2 kΩ、200 pF的负载轨对轨，稳定时间为5微秒。 输出范围通过外部电压参考来设置。
*附件：dac7551-q1.pdf

三线串行接口的时钟频率最高可达50 MHz，并且兼容 SPI™、QSPI、™微线和数字信号处理接口标准。装置 集成了开机复位（POR）电路，确保DAC输出电压最高可达0 V， 电压保持在该电压，直到设备完成有效的写入周期。该装置包含一个 断电功能将器件电流消耗降低至2微安以下。

小巧且低功耗工作使DAC7551-Q1器件非常适合 电池供电的便携应用。功耗通常为5伏时0.5毫瓦，0.23毫瓦 在3 V时，断电模式下功率降至1 μW。

DAC7551-Q1 设备采用 12 针 USON 封装，规格为 -40°C 可达+105°C。 Z后缀相比标准设备能减少分层。

特性

• 符合汽车应用资格
• 相对准确率（INL）：±0.35 LSB
• 超低故障能量：0.1 nV-s
• 低功耗工作：100 μA，电压2.7 V
• 开机重置为零刻度
• 电源：2.7至5.5伏单电源
• 停电：2.7 V 时 0.05 μA
• 12位线性与单调性
• 轨对轨电压输出
• 沉降时间：5微秒（最大）
• 兼容 SPI 的串行接口，支持 Schmitt——
  触发输入：最高 50 MHz
• 菊链功能
• 异步硬件清晰到零尺度
• 指定温度范围：
  –40°C至+105°C
• 小型，2毫米×3毫米，12引脚USON封装
• Z后缀能改善分层

参数

方框图

一、产品概述

DAC7551-Q1 是德州仪器（TI）推出的汽车级单通道 12 位电压输出 DAC，专为车载及工业场景设计，通过 AEC-Q100 认证，工作温度覆盖 - 40°C 至 105°C。该器件采用电阻串架构，兼具超低毛刺能量与高线性度，支持 2.7V~5.5V 单电源供电，集成 SPI 高速接口与灵活功耗控制，封装小巧（2mm×3mm 12 引脚 USON），适配电池供电设备与高精度控制场景。

二、核心技术参数

1. 基础性能指标

• 分辨率与精度 ：12 位分辨率，积分非线性（INL）±0.35 LSB（最大 ±1 LSB），微分非线性（DNL）±0.08 LSB（最大 ±0.5 LSB），确保全码范围单调性；
• 毛刺与动态性能 ：码间毛刺能量低至 0.1 nV・s，1kHz 总谐波失真（THD）-85 dB，输出噪声密度 120 nV/√Hz；
• 功耗表现 ：正常模式功耗典型值 0.23 mW（3V）/0.5 mW（5V），掉电模式低至 0.05 μA（2.7V），节能特性突出；
• 电源与封装 ：供电电压 2.7V5.5V，IOVDD 独立逻辑供电（1.8VVDD），12 引脚 USON 封装（暴露热焊盘），Z 后缀版本优化分层问题。

2. 输出与接口特性

• 输出能力 ：轨到轨电压输出（0~VDD），驱动 2kΩ 并联 200pF 负载，建立时间最大 5μs，压摆率 1.8 V/μs；
• 参考源配置 ：支持外部基准输入（VREFH 0.25VVDD，VREFL 0VREFH），参考输入阻抗 100 kΩ；
• 串行接口 ：3 线 SPI 兼容接口，时钟频率最高 50 MHz（独立模式）/10 MHz（菊花链模式），支持 QSPI、Microwire 协议，16 位指令格式；
• 清零与复位 ：异步 CLR 引脚可强制输出归零，上电复位默认零刻度输出。

三、关键功能特性

1. 灵活配置与控制

• 功耗模式 ：支持正常模式与三种掉电模式（1kΩ/100kΩ 接地、高阻输出），掉电时功耗显著降低；
• 反馈与校准 ：内置 VFB 反馈引脚，可直接连接负载端提升直流精度，支持数字增益与偏移调节；
• 逻辑兼容 ：IOVDD 独立供电，适配 1.8V~VDD 宽范围逻辑电平，数字输入含施密特触发器，抗干扰能力强；
• 菊花链功能 ：SDO 引脚支持多器件串行级联，可同步更新多个 DAC 输出。

2. 可靠性与防护

• 汽车级认证 ：符合 AEC-Q100 标准，静电防护（HBM±2000V，CDM±500V），适应车载严苛环境；
• 硬件保护 ：异步 CLR 引脚支持紧急归零，电源上电复位确保输出初始状态可控，避免异常输出。

四、应用与设计要点

1. 典型应用场景

• 汽车电子：ADAS 雷达、碰撞预警、盲点检测系统；
• 工业控制：可编程电压 / 电流源、数字增益 / 偏移调节、过程控制回路；
• 便携式设备：电池供电仪器、可编程衰减器、高精度传感器校准。

2. 硬件设计建议

• 电源与去耦 ：VDD 与 IOVDD 需独立供电，就近放置 0.1μF+1μF+10μF 多级去耦电容，模拟地与数字地单点连接；
• 基准源配置 ：推荐使用缓冲型外部基准（如 REF3140、REF02），VREFH/VREFL 引脚需远离数字干扰源，确保基准稳定性；
• 布局规范 ：模拟输出（VOUT）与数字信号线（SCLK/SYNC/SDIN）分开布线，暴露热焊盘焊接至地平面，优化散热与抗干扰；
• 负载驱动 ：驱动大电容负载时建议串联小电阻抑制振荡，VFB 引脚需直接连接负载端以提升输出精度。

3. 接口与编程

• 数据格式 ：16 位指令帧（4 位控制位 + 12 位数据位），支持直二进制编码，全 0 对应 0V，全 1 对应满量程输出；
• 控制指令 ：通过 DB13/DB12 引脚配置工作模式（正常 / 掉电），掉电模式可选择输出阻抗；
• 菊花链配置 ：多器件级联时，SDO 引脚接下一级 SDIN，共享 SCLK/SYNC 信号，需 16×n 个时钟周期完成数据传输。

五、产品优势与选型适配

• 优势：汽车级可靠性与超低毛刺特性结合，低功耗设计适配电池供电，独立逻辑供电提升兼容性，小封装节省 PCB 空间；
• 适配场景：适用于车载 ADAS 系统、工业高精度控制、便携式仪器等对毛刺、线性度与稳定性要求严苛的场景，尤其适合噪声敏感型闭环控制回路。