DAC8234 14 位四通道高精度数模转换器（DAC）产品手册总结

该 DAC8234 是一款高精度、四通道、14 位数模转换器（DAC），在双极输出模式下的供电电压为 ±5V 至 ±18V，单极模式下电压范围为 ±5V 至 +24V/-12V。使用 5V 参考时，DAC8234可配置为输出 ±10V、±5V、0V 至 20V 或 0V 至 10V。该DAC8234提供 14 位单调性，优异的积分非线性（INL）误差（±0.5 上位），低故障，以及在 -40°C 至 +105°C 工作温度范围内的低噪声。该器件在生产中经过修剪，实现极低的零误差和增益误差。此外，DAC8234实现了用户可编程的系统级校准功能，实现±0.031的LSB零误差和±0.25的LSB增益误差。
*附件：dac8234.pdf

DAC8234集成了参考缓冲区和输出缓冲区。它配备了标准的高速1.8V、3V或5V串行外设接口（SPI），时钟频率最高可达50MHz，用于与DSP或微处理器通信。四个DAC通道和辅助寄存器以四个地址位寻址。该设备采用双缓冲接口逻辑，可同时更新所有DAC。异步负载输入（LDAC）将输入数据寄存器的数据传输到DAC锁存器，DAC锁存器的内容决定输出电压。异步RST输入将四个DAC的输出设置为0V。V星期一引脚是一种模拟监听输出，用于复用单个DAC输出或AIN引脚。

DAC8234与DAC8734（16位）和DAC7716（12位）均有引脚兼容。

特性

• 双极输出：最高±16V
• 单极输出：0V至+20V
• 14位单调
• 相对精度：0.5 LSB 最大
• 低零误差和增益误差
  • 用户校准前：1个低质量板
  • 用户校准后：0.031 LSB 零误差，0.25 LSB 增益误差
• 低噪声：60nV/Hz
• 稳定时间：6微秒
• 可配置增益：x2/x4
• 模拟输出监视器
• 关机模式
• SPI：最高50MHz，1.8V/3V/5V逻辑
• 菊花链模式
• 工作温度：-40°C至+105°C
• 包装：QFN-40（6x6mm）、TQFP-48（7x7mm）
• 应用
  • 自动测试设备
  • 仪表
  • 工业过程控制
  • 通信

参数

方框图

一、产品核心概述

DAC8234 是德州仪器推出的高精度四通道数模转换器（DAC），核心优势为高分辨率、低误差与宽输出范围，适用于自动测试设备、仪器仪表、工业过程控制、通信系统等场景，工作温度范围为–40°C 至 + 105°C，提供两种封装（QFN-40：6mm×6mm；TQFP-48：7mm×7mm），支持双电源供电（模拟 ±5V~±18V，数字 2.7V~5.5V），集成 SPI 高速接口、用户校准功能及模拟输出监控，与 DAC8734（16 位）、DAC7716（12 位）引脚兼容。

二、关键特性与规格

1. 核心性能参数

• 分辨率与线性度 ：14 位分辨率，保证单调；积分非线性误差（INL）±0.5 LSB，差分非线性误差（DNL）±0.5 LSB；用户校准后零误差低至 ±0.031 LSB，增益误差低至 ±0.25 LSB。
• 输出与基准 ：双极性输出最高 ±16V，单极性输出最高 0V~20V；可编程增益 x2/x4，支持两组独立参考电压输入（REF-A/REF-B）；内置 1.2V 低漂移基准源，输出噪声谱密度 60 nV/√Hz（10kHz 时）。
• 动态与信号性能 ：建立时间 6μs（0.03% 精度），压摆率 5 V/μs；通道间串扰 ±0.1 LSB，数字串扰 2 nV・s，glitch 脉冲幅度 15 mV（中量程 1 LSB 跳变）。
• 功耗与时序 ：典型工作功耗 290 mW（±12V 供电，无负载），掉电模式功耗 100 μA / 通道；SPI 接口时钟最高 50MHz，支持 1.8V/3V/5V 逻辑电平。

2. 核心功能

• 输出与校准：四通道独立配置，支持双极性（二进制补码）和单极性（自然二进制）输入格式；每通道配备零校准寄存器（9 位，步长 0.03125 LSB）和增益校准寄存器（8 位，步长 0.25 LSB），可补偿系统级误差。
• 接口与控制：高速 SPI 接口，支持菊花链模式与寄存器读回功能；LDAC 引脚支持多通道同步更新，避免输出毛刺；双 GPIO 引脚（开漏输出），可配置为通用数字 I/O。
• 监控与低功耗：模拟输出监控引脚（VMON），可切换监控四通道输出或外部模拟输入（AIN）；支持通道组掉电（Group A/B 独立控制），掉电时输出通过 10kΩ 电阻接地。
• 可靠性设计：ESD 防护等级 HBM 4kV、CDM 1kV；输出短路电流限制 10mA，容性负载稳定能力 700 pF；电源抑制比 ±0.1 LSB，抗干扰能力强。

三、封装与引脚

1. 封装信息

• QFN-40（RHA）：6mm×6mm×1mm，底部带散热焊盘，卷盘装（2500 片 / 大卷、250 片 / 小卷），结到环境热阻 32 °C/W。
• TQFP-48（PFB）：7mm×7mm×1.2mm，托盘装（250 片 / 盘）或卷盘装（1000 片 / 卷），结到环境热阻 57 °C/W；两种封装均为 MSL 等级 2（260°C 回流焊，1 年保质期）。

2. 关键引脚功能

• 电源与地：AVDD/AVSS（模拟正负供电）、DVDD（数字供电）、IOVDD（接口供电）、AGND/DGND（模拟 / 数字地）、SGND-x（通道信号地，需连接对应参考地）。
• 信号输入：REF-A/REF-B（两组参考电压输入）、AIN（辅助模拟输入，可通过 VMON 监控）；DA [13:0]（四通道数字输入，分两组参考）。
• 信号输出：VOUT-0~VOUT-3（四通道模拟输出）、RFB1-x/RFB2-x（反馈电阻引脚，用于设定增益）；VMON（模拟监控输出，高阻抗）。
• 控制与接口：CS（SPI 片选）、SCLK（SPI 时钟）、SDI/SDO（SPI 数据输入 / 输出）、LDAC（负载 DAC 锁存）、RST（复位，低有效）、UNI/BIP-A/B（通道组输出模式选择）。

四、应用场景与设计支持

1. 典型应用

• 工业控制：多通道高精度模拟信号输出，用于驱动精密执行器、阀门或显示模块，适配工业过程闭环控制。
• 测试仪器：高精度信号源生成，支持宽电压范围与低噪声输出，满足自动测试设备（ATE）对信号精度的严苛要求。
• 通信系统：基带信号数模转换，配合校准功能优化信号失真，提升通信链路的信号完整性。

2. 设计资源

• 参考与供电：模拟电源和数字电源需分开布线，各电源引脚就近配置 0.1μF 陶瓷电容 + 10μF 钽电容去耦；参考电压输入需加低噪声滤波，避免干扰。
• 配置要点：通过 31 个内部寄存器配置通道增益、校准参数、监控模式；用户校准需先写入零寄存器和增益寄存器，再同步更新 DAC 输出；多通道同步更新需将 LDAC 引脚拉低或设置 Command 寄存器 LD 位。
• 布局指南：模拟区域与数字区域严格分离，参考电压输入线远离时钟等高速信号线；AGND 与 DGND 单点连接，通道信号地（SGND-x）直接连接对应参考地，减少接地阻抗。

五、可靠性与订单信息

• 可靠性保障：ESD 防护符合工业标准，宽温工作范围适配恶劣环境；长期稳定性优异，500 小时工作漂移 2 ppm FSR，1000 小时工作漂移 3 ppm FSR。
• 可订购型号：QFN-40 封装（DAC8234SRHAR/SRHAT）、TQFP-48 封装（DAC8234SPFB/SPFBR），均为 RoHS 兼容产品，引脚标识 DAC8234。