DAC900-Q1 汽车级 10 位高速数模转换器总结

DAC900 是一款高速数模转换器（DAC），在 SpeedPlus 系列高性能转换器中提供 10 位分辨率选项。在家族成员之间兼容引脚，DAC908、DAC902 和 DAC904 分别提供 8、12 和 14 位分辨率的组件选择选项。该系列 DAC 的所有型号均支持超过 165MSPS 的更新速率，动态性能优异，特别适合满足多种应用需求。
*附件：dac900-q1.pdf

DAC900的先进分段架构经过优化，能够为单音以及多音信号提供高无杂叶动态范围（SFDR），这在通信系统传输信号路径中至关重要。

DAC900 拥有高阻抗（200k）电流输出，标称范围为 20mA，输出顺应最高可达 1.25V。差分输出支持差分或单端模拟信号接口。电流输出的紧密匹配确保了差动配置中的卓越动态性能，这可以通过变压器实现。

采用小几何CMOS工艺，单片DAC900可在+2.7V至+5.5V的宽单电源范围内工作。其低功耗使得便携和电池供电系统均可使用。通过可调全功量选项降低输出电流，进一步优化。

对于非连续运行的DAC900，关机模式仅有45mW的待机功率。

DAC900集成了1.24V带隙参考和边缘触发输入锁存器，提供完整的转换器解决方案。+3V和+5V的CMOS逻辑系列均可接口连接到DAC900。

DAC900的参考结构通过利用片上参考或外部参考，提供了额外的灵活性。全刻程输出电流可以在2mA到20mA的范围内调节，只需一个外接电阻，同时保持规定的动态性能。

DAC900 提供 TSSOP-28（PW）封装。

特性

• 符合汽车应用资格
• 单+5V或+3V作
• 高SFDR：5MHz 输出，100MSPS：68dBc
• 低故障：3pV-s
• 低功耗：170mW，+5V
• 内部参考：可选外部参考
  可调全刻度范围倍增选项
• JESD 78 I类机车的锁存性能达到100毫安
• 应用
  • 通信发射通道
    • WLL，蜂窝基站
    • 数字微波链路
    • 有线调制解调器
  • 波形生成
    • 直接数字合成（DDS）
    • 任意波形生成（ARB）
  • 医学/超声
  • 高速仪器与控制
  • 视频，数字电视

参数

DAC900-Q1 是德州仪器（TI）推出的汽车级 10 位高速数模转换器（DAC），核心优势为 165MSPS 高更新率、低毛刺能量与优异动态性能，支持单电源供电（2.7V5.5V），集成内部基准源与全尺度电流调节功能，适配通信发射、波形生成、医疗超声等高速信号转换场景，符合汽车级可靠性要求，工作温度覆盖 - 40°C105°C。

一、核心产品参数

1. 基础性能指标

• 分辨率与更新率 ：10 位无失码分辨率，更新率最高 200MSPS（5V 供电）、125MSPS（3V 供电），支持高速信号转换。
• 动态性能 ：无杂散动态范围（SFDR）优异，5MHz 输出、100MSPS 时达 68dBc，双音测试 SFDR 60dBc；总谐波失真（THD）-74dBc（2.1MHz 输出、50MSPS）；毛刺能量仅 3pV・s，动态性能突出。
• 输出特性 ：互补电流输出（IOUT/IOUT），全尺度电流 2mA 20mA 可编程；输出阻抗 200kΩ，输出电容 12pF，输出合规电压范围 - 1V +1.25V；支持差分与单端输出配置。
• 静态精度 ：微分非线性（DNL）±0.3 LSB（典型值），积分非线性（INL）±0.5 LSB（典型值），增益误差 ±1% FSR（内部基准，25°C），偏移误差 ±0.06% FSR。

2. 环境与封装

• 工作温度：-40°C~105°C（汽车级），适配车载及工业恶劣环境；
• 封装形式：28 引脚 TSSOP（PW），RoHS 兼容，MSL 等级 2，峰值回流温度 260°C；
• ESD 防护：需注意静电防护，建议操作时采取防静电措施；
• 功耗：5V 供电、20mA 输出时功耗 170mW（典型值），掉电模式功耗 45mW，节能效果显著。

二、关键功能特性

1. 灵活输出与基准配置

• 输出模式：支持差分（变压器 / 运放耦合）与单端输出，差分模式可抑制偶次谐波与共模噪声，提升动态性能；单端模式通过负载电阻实现电流 - 电压转换。
• 基准选择：内置 1.24V 带隙基准源，可通过 INT/EXT 引脚切换至外部基准（0.1V~1.25V）；全尺度输出电流由外部电阻 RSET 调节（公式：IOUTFS=32×VREF/RSET），适配不同负载需求。
• 编码方式：采用标准正二进制编码，10 位数字输入（D0~D9）经边沿触发锁存，时钟占空比建议 50%，数据建立时间 1.5ns、保持时间 1ns。

2. 电源与工作模式

• 供电配置：模拟电源（+VA）与数字电源（+VD）分离，均支持 2.7V~5.5V，需分别外接 0.1μF 去耦电容，降低串扰。
• 功耗控制：支持掉电模式，PD 引脚高电平激活，掉电后总功耗降至 45mW，适合非连续工作场景节能。
• 全尺度调节：通过 FSA 引脚外接电阻 RSET，可将全尺度输出电流从 20mA 降至 2mA，兼顾低功耗与性能需求。

三、应用与设计要点

1. 典型应用场景

• 通信系统：蜂窝基站、数字微波链路、电缆调制解调器的发射通道信号转换；
• 波形生成：直接数字合成（DDS）、任意波形生成（ARB）；
• 医疗与工业：超声设备、高速仪器控制、视频与数字电视信号处理。

2. 硬件设计建议

• 外部元件 ：内部基准模式下，FSA 引脚需接 1% 精度电阻 RSET（2kΩ 对应 20mA 满输出）；REFIN 引脚建议外接 0.1μF 去耦电容，BW 引脚接 0.1μF 电容至 + VA，优化噪声性能。
• 电源与接地：模拟地（AGND）与数字地（DGND）单点连接，电源走线采用宽铜箔或平面，减少阻抗；数字与模拟电源可通过铁氧体磁珠隔离，降低数字噪声耦合。
• 输出配置：差分输出推荐使用 RF 变压器（如 1:1 变比），实现阻抗匹配与单端转换；单端输出需注意负载电阻选型，避免超出输出合规电压范围。

3. 布局与防护

• 布局规范：采用多层 PCB，分离模拟与数字区域，模拟信号走线远离数字时钟与数据线；去耦电容紧邻电源引脚，减少寄生电感。
• 静电防护：器件对 ESD 敏感，存储与操作时需短路引脚或放置于导电泡沫中，避免静电损坏。

四、产品优势与选型适配

• 核心优势：高速更新率（最高 200MSPS）适配高频信号转换；低毛刺与高 SFDR 保障信号纯净度；单电源供电与宽电压范围提升应用灵活性；内部基准与可编程全尺度电流减少外部元件。
• 选型建议：适用于需要高速、高精度信号转换的场景，如通信发射链路、医疗超声设备、工业高速控制；汽车电子中可用于车载通信模块、雷达信号生成等高速信号处理单元。