DAC60096 12 位 96 通道高压输出数模转换器（DAC）技术文档总结

该DAC60096是一款低功耗、快速建立、96通道、 12 位数模转换器 （DAC）。该器件提供±10.5V无缓冲双极性电压 输出。DAC60096高通道数、低功耗作和良好的线性度使其成为理想的选择 在需要大量精确模拟输出的系统中提供解决方案。

与设备的通信通过高速 4 线串行接口执行 与行业标准微处理器和微控制器兼容。
*附件：dac60096.pdf

DAC60096可以设置为同时清除或更新所有DAC。此外，一个 多功能外部转换触发器允许每个 DAC 通道作为方波发生器运行 具有独立的幅度控制。

该DAC60096的特性是在–40°C至+85°C的温度范围内工作， 采用 196 引脚、15 mm × 15 mm、1 mm 间距 BGA 封装。

特性

• 高通道数
  • 96通道DAC
  • 指定单调至 12 位
• 宽无缓冲输出电压范围：±10.5 V
• 同时更新DAC输出
• 清除功能
• 集成基准电压缓冲器：2.5V 输入
• 专用 AB 触发引脚
  • 切换模式支持方波生成
  • SPI™兼容串行接口
    • 4线模式，3V至5.5V工作电压
  • 低功耗：440 mW典型工作
  • 工作温度范围：–40°C 至 +85°C
  • 196 球，15 毫米× 15 毫米 NFBGA，1 毫米间距

参数

方框图

DAC60096 是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款高通道密度、低功耗数模转换器，核心优势是多通道同步更新与高压输出兼具，支持方波生成功能，集成基准缓冲器和灵活串行接口，适用于光开关、光衰减器、自动测试设备（ATE）等对多通道精准模拟输出有严苛要求的场景。

一、核心性能与定位

• 分辨率与通道配置 ：12 位分辨率，96 通道同步采样，分为 4 个独立子系统，支持单通道或多通道协同控制，保证 12 位单调性。
• 输出特性 ：无缓冲双极性输出，电压范围达 ±10.5 V，输出阻抗 41 kΩ；静态线性度优异，积分非线性（INL）±1 LSB，微分非线性（DNL）±0.9 LSB，增益误差 ±0.15% FSR。
• 功耗与环境适应性 ：典型工作功耗 440 mW（96 通道全工作），支持 3V~5.5V 数字供电；工作温度范围 - 40℃~85℃，结温最高 150℃，满足工业环境要求。

二、关键功能与硬件特性

1. 信号生成与控制

• 支持两种工作模式：DC 模式（输出固定电压）和 toggle 模式（输出方波），toggle 模式下可生成 96 路独立幅度的方波，频率最高 5 kHz（轻载）。
• 内置自动填充功能，开启后寄存器 B 自动加载寄存器 A 的负值，简化方波幅度配置；支持所有通道同步更新（通过 LDAC 引脚）或异步更新。
• 集成清零功能（CLEAR 引脚），可快速将所有 DAC 输出置零，保留原配置数据，恢复后可立即输出原电压。

2. 接口与封装

• 数字接口：4 线 SPI 兼容接口，支持单指令和流模式读写，最高写频率 32 MHz，读频率 18 MHz；支持 CRC-16 帧错误校验，提升抗干扰能力。
• 基准与电源：需外部 2.5 V 基准输入（REF1/REF2 引脚），内置基准缓冲器；模拟电源 AVCC（11.2V 12.6V）、AVSS（-12.6V -11.2V），数字电源 DVDD（3V~5.5V）。
• 封装规格：196 引脚 NFBGA 封装（15mm×15mm，1mm 引脚间距），底部裸露焊盘，优化散热性能。

3. 动态性能

• 方波输出：上升 / 下降时间 10~40 μs（随负载变化），幅度精度 ±10 mV，温度漂移≤15 mV RMS；
• settling 时间：轻载（100 kΩ 串联 + 50 pF）下 65 μs，重载（17 kΩ 串联 + 300 pF）下 160 μs，满足快速响应需求。

三、工作模式与配置

• DC 模式 ：TRIGG 引脚固定，DAC 输出由寄存器 A（默认）或 B 控制，支持单通道独立配置或多通道同步更新。
• Toggle 模式 ：TRIGG 引脚触发，DAC 输出在寄存器 A 和 B 的数值间切换，生成方波；STATS 引脚指示当前激活寄存器，支持分频配置切换速率。
• 复位与校准 ：支持上电复位（POR）、硬件复位（RESET 引脚）和软件复位（寄存器指令），复位后所有通道输出置零，寄存器恢复默认值。

四、典型应用场景

• 光通信设备：光开关控制、可变光衰减器驱动；
• 测试测量仪器：自动测试设备（ATE）多通道信号源、工业仪表校准；
• 工业控制：MEMS 镜像控制、多通道高压驱动系统。

五、设计关键要点

1. 电源与去耦 ：模拟电源（AVCC/AVSS）和数字电源（DVDD）需分别配置 0.1 μF~0.22 μF 陶瓷去耦电容，REF1/REF2 引脚需并联 100 nF 电容至基准地（REFGND），降低电源噪声；
2. 信号接口：SPI 信号线需短距离布线，避免串扰；DAC 输出为无缓冲设计，驱动大负载时需外接运算放大器缓冲，推荐选择低输入偏置电流、高输入阻抗的放大器；
3. 同步与触发：多通道同步更新时，确保 LDAC 引脚信号同步；toggle 模式下，TRIGG 引脚需提供符合时序要求的触发信号（高 / 低电平最小 30 ns）；
4. 布局注意事项：模拟地（AGND）、数字地（DGND）和基准地（REFGND）需星型连接至系统地，避免地环路；电源和基准电容尽量靠近引脚布局，缩短走线长度。