DAC80502 双通道、1LSB INL、16位、SPI电压输出数模转换器技术手册

16 位 DAC80502、14 位 DAC70502 和 12 位 DAC60502 （DACx0502） 数模转换器 （DAC） 是具有电压输出的高精度低功耗器件。

DACx0502 提供 < 1 LSB 的线性度。高精度与微型封装相结合，使 DACx0502 成为增益和失调校准、电流或电压设定点生成以及电源控制等应用的绝佳选择。这些器件包括一个 2.5V、5 ppm/°C 内部基准电压源，提供 1.25 V、
2.5 V 或 5 V 的满量程输出电压范围。DACx0502 集成了一个上电复位电路，可确保 DAC 输出根据 RSTSEL 引脚的状态以零刻度或中量程上电，并保持该刻度，直到将有效代码写入器件。
*附件：dac80502.pdf

DACx0502 的数字接口可配置为 SPI 或 I^2^使用SPI2C引脚的C模式。在SPI模式下，DACx0502使用多功能3线串行接口，工作时钟速率高达50 MHz。在我^2^C 模式下，DACx0502 在标准 （100 kbps）、快速 （400 kbps） 和快速+ （1.0 Mbps） 模式下工作。

特性

• 16 位性能：1-LSB INL 和 DNL（最大值）
• 低毛刺能量：4 nV-s
• 宽电源：2.7 V 至 5.5 V
• 缓冲输出范围：5 V、2.5 V 或 1.25 V
• 低功耗：5.5 V 时每通道 1 mA
• 集成 5-ppm/°C（最大值）、2.5V 精密基准电压源
• 引脚可选串行接口
  • 3 线，SPI 兼容，最高可达 50 MHz
  • 2线，I^2^兼容 C
• 复位上电：零刻度或中刻度
• 1.62V VIH，VDD = 5.5 V
• 温度范围：–40°C 至 +125°C
• 封装：微型 10 引脚 WSON

参数

方框图

DAC80502 是德州仪器 DACx0502 系列中的 16 位双通道电压输出数模转换器（DAC），核心优势为超高精度、低噪声、灵活接口及小尺寸封装，专为对电压输出精度和稳定性要求严苛的测试测量、工业控制、电源供应等场景设计。

核心参数与特性

1. 基础性能：分辨率 16 位，INL 和 DNL 最大 ±1 LSB，线性度极佳；总未调整误差（TUE）最大 ±0.1% FSR，零码误差最大 ±1.5 mV，增益误差最大 ±0.1% FSR，低温漂特性（零码误差漂移 ±2 µV/°C，增益误差漂移 ±1 ppm/°C）。
2. 动态性能：输出建立时间 5 µs（±2 LSB），压摆率 2 V/µs；毛刺能量低至 4 nV・s，输出噪声（0.1 Hz-10 Hz）典型值 14 µVPP，AC 电源抑制比（PSRR）达 85 dB，动态性能优异。
3. 供电与封装：供电电压范围 2.7 V-5.5 V，单通道工作电流典型值 1 mA（5.5 V 时），掉电电流仅 15 µA；采用 10 引脚 WSON 封装（2.5mm×2.5mm），占位空间小，适配紧凑布局需求。
4. 参考与输出：集成 2.5 V 高精度内部参考（温漂最大 5 ppm/°C），支持外部参考输入；输出电压范围可配置（0 V-1.25 V/2.5 V/5 V），输出缓冲器支持轨到轨输出，驱动能力强（sink/source 电流可达 30 mA）。

核心功能模块

• 双通道设计：两个独立 DAC 通道，支持同步或异步更新，可通过广播寄存器实现两通道同时更新，适配多通道协同控制场景。
• 灵活接口：通过 SPI2C 引脚选择 SPI 或 I²C 接口；SPI 模式最高 50 MHz 时钟频率，I²C 模式支持标准（100 kbps）、快速（400 kbps）及快速 +（1 MHz）模式，适配不同主机接口需求。
• 工作模式：支持正常模式与掉电模式，掉电时输出通过 1 kΩ 电阻连接至地；支持同步更新模式，可通过 LDAC 触发信号实现多器件同步输出，提升系统协同性。
• 配置特性：参考电压可通过 REF-DIV 位选择 1 或 0.5 分频，输出缓冲器增益可配置为 1 或 2，灵活调整输出范围；具备电源复位（POR）功能，上电输出可通过 RSTSEL 引脚配置为零刻度或中刻度。

应用场景

适用于示波器、电池测试设备、半导体测试系统、数据采集（DAQ）模块、LCD 测试设备、小型蜂窝基站、模拟输出模块及过程分析（pH、气体、浓度等）设备，尤其适配对电压精度、噪声抑制和长期稳定性要求严苛的高精度应用场景。

设计要点

1. 接口配置：SPI 模式需注意 SYNC 引脚时序（低电平至少保持 24 个 SCLK 周期），避免写入中断；I²C 模式需为 SDA/SCL 引脚配置上拉电阻，根据总线负载选择 1 kΩ-10 kΩ 电阻，平衡速度与功耗。
2. 供电设计：电源需就近放置 0.1 µF 陶瓷去耦电容 + 1 µF-10 µF 旁路电容，减少电源噪声耦合；无需电源序列，VDD 稳定后需等待 250 µs 复位延迟再进行通信。
3. 参考配置：默认启用内部高精度参考，使用外部参考时需先通过寄存器禁用内部参考，确保参考电压与 VDD 满足头 room 要求（避免触发参考报警）；参考引脚需外接至少 150 nF 滤波电容，降低参考噪声。
4. 布局规范：模拟地（AGND）与数字地单点连接，模拟信号与数字线路分开布线，减少串扰；VDD 去耦电容和参考滤波电容靠近引脚放置，减少寄生电感，提升输出稳定性。