DAC161S055 16 位精密电压输出数模转换器产品总结

该DAC161S055为高精度16位缓冲电压输出数模转换器（DAC），从2.7V到5.25V电源，并有一个独立的I/O电源引脚，最低可达1.7V。片上精密输出缓冲器提供轨对轨输出摆幅，典型稳定时间为5微秒。外部电压参考可以设置为2.5V至V之间 一个 （模拟电源电压），提供尽可能宽的动态输出范围。

兼容4线SPI的接口时钟频率最高可达20 MHz。该部件支持Diasy链和数据读取。板载的开机复位（POR）电路确保输出在已知状态下供电。
*附件：dac161s055.pdf

该DAC161S055具有开机值引脚（MZB）、负载DAC引脚（LDACB）和DAC清除引脚（CLRB）。MZB将启动输出电压设置为GND或中档。LDACB会更新输出，允许多个DAC同时更新输出。CLRB可用于将输出信号重置为MZB确定的值。

DAC161S055有断电选项，可在零件未使用时降低功耗。它提供16芯有限责任合伙（LLP）包装。

特性

• 16位DAC配备双缓冲SPI接口
• 异步负载DAC和复位引脚
• 与1.8V控制器的兼容性
• 缓冲输出电压，具备轨道对轨道能力
• 宽电压参考范围，+2.5V至V。一个
• 宽温范围从−40°C到+105°C
• 封装在16针LLP中

参数

方框图

DAC161S055 是德州仪器（TI）推出的 16 位精密电压输出数模转换器（DAC），核心优势为低噪声、高线性度与灵活控制特性，集成轨到轨输出缓冲器与 SPI 接口，适配工业控制、测试仪器、可编程电压源等高精度模拟信号生成场景。

一、核心产品参数

1. 基础性能指标

• 精度与线性度 ：16 位分辨率，积分非线性（INL）最大值 ±3 LSB，差分非线性（DNL）范围 - 1~1.1 LSB，确保高精度信号转换；零码误差最大 15 mV，满量程误差 ±15 mV，增益温度系数 ±2 ppm FS/°C，温漂稳定性优异。
• 输出特性 ：轨到轨电压输出，输出范围 0.015 V 至 VA-0.04 V（VA 为模拟电源）；输出噪声典型值 120 nV/√Hz（20 kHz），1 Hz~10 kHz 集成噪声 18 μV， glitch 脉冲典型值 7 nV・s，动态性能出色。
• 响应速度 ：输出建立时间典型值 5 μs（±1 LSB），压摆率 2 V/μs，适配中高速信号生成需求。
• 功耗与供电 ：模拟电源（VA）2.7 V5.25 V，数字 I/O 电源（VDDIO）1.7 VVA；5 V 供电时功耗最大 5.5 mW，支持掉电模式，掉电电流最小 0.5 μA，适配低功耗设备。

2. 环境与封装

• 工作温度：-40°C 至 105°C，满足工业级宽温要求；
• 封装形式：16 引脚 WQFN 封装（4mm×4mm），RoHS 兼容，引脚镀层为 SN，MSL 等级 3，峰值回流温度 260°C；
• ESD 防护：人体模型（HBM）3000 V，机器模型（MM）250 V，充电设备模型（CDM）1250 V，防护性能适配工业操作环境。

二、关键功能特性

1. 灵活输出与接口

• 双电源设计：模拟电源与数字 I/O 电源分离，VDDIO 低至 1.7 V，兼容 1.8 V 控制器，降低系统供电复杂度。
• 接口特性：4 线 SPI 兼容接口，支持 QSPI、MICROWIRE 协议，时钟频率最高 20 MHz（VDDIO≥2.7 V）；支持菊花链级联与数据回读功能，便于多器件同步控制。
• 输出控制：支持掉电模式，掉电时输出可配置为高阻态或通过 10 kΩ 电阻下拉至 GND，适配系统功耗管理需求。

2. 精准控制与同步功能

• 上电状态配置：通过 MZB 引脚选择上电输出状态（接地为 0V，接 VA 为中量程），确保上电后输出稳定。
• 同步更新：LDACB 引脚支持多 DAC 同步更新输出，CLRB 引脚可异步复位输出至上电默认状态，适配多通道协同场景。
• 写入模式：支持写穿透（WRITE-THROUGH）与写阻塞（WRITE-BLOCK）模式，写阻塞模式可预加载数据后统一更新，写穿透模式实时更新输出，灵活适配不同控制需求。

3. 参考与输入特性

• 参考电压：外部参考电压范围 2.5 V~VA，参考输入阻抗 12.5 kΩ，支持将参考源直接作为模拟电源，简化电路设计。
• 数字输入：兼容 1.8 V/3 V/5 V 逻辑电平，输入电容典型值 4 pF，抗干扰能力强，适配不同电平控制器。

三、应用与设计要点

1. 典型应用场景

• 工业控制：过程控制、PLC 模拟量输出、伺服驱动信号生成；
• 测试仪器：自动测试设备（ATE）、函数发生器、可编程电压源；
• 通信系统：基带信号生成、射频模块控制电压调节；
• 便携设备：电池供电仪器、便携式医疗设备的高精度模拟信号输出。

2. 硬件设计建议

• 供电与去耦 ：VA 与 VDDIO 需独立供电，电源引脚就近放置 0.1 μF 陶瓷电容 + 10 μF 钽电容去耦，模拟地与数字地单点连接，减少噪声耦合。
• 参考电路：推荐使用低噪声参考源（如 LM4140、LM4050），参考引脚（VREF）需加 0.022 μF 旁路电容，降低参考噪声对输出的影响。
• 布局规范：模拟信号与数字信号分区布线，SPI 时钟（SCLK）与数据（SDI/SDO）线尽量短且远离模拟输出线；裸露焊盘（DAP）需焊接至接地平面，提升散热与抗干扰性能。

3. 软件与配置

• 接口配置：通过 SPI 接口写入 24 位指令（8 位命令 + 16 位数据），支持写数据（WR/WRUP/WRAL）、读寄存器（RDDO/RDIN/RDCO）、掉电（PD）等指令，功能丰富。
• 寄存器控制：包含预加载寄存器（PREREG）、输出寄存器（DACREG）与配置寄存器（CONFIG），可配置写入模式、掉电状态等参数，支持寄存器数据回读验证。
• 同步控制：多 DAC 级联时，通过 LDACB 引脚同步更新输出，或使用 WRAL 指令实现全通道统一数据更新，确保多通道信号同步性。

四、产品优势与选型适配

• 核心优势：16 位高精度与低噪声特性兼顾，轨到轨输出适配宽电压范围需求；双电源设计兼容低电压控制器，掉电模式支持低功耗场景；SPI 接口支持菊花链与数据回读，控制灵活。
• 选型建议：对精度要求高的工业控制、测试仪器优先选择；低功耗场景可利用掉电模式进一步降低能耗；多通道同步需求可通过 LDACB 引脚或菊花链功能实现。