DAC0808 8位D/A转换器：特性、应用与设计要点

引言

在电子设计领域，数模转换器（DAC）扮演着至关重要的角色，它能够将数字信号转换为模拟信号，广泛应用于各种需要模拟输出的系统中。今天，我们将深入探讨一款经典的8位D/A转换器——DAC0808，详细介绍其特性、应用以及设计过程中的一些关键要点。

文件下载：dac0808.pdf

一、DAC0808概述

DAC0808是一款8位单片数模转换器，具有诸多出色的特性。它的满量程输出电流建立时间仅为150ns，在±5V电源供电时功耗仅33mW。对于大多数应用而言，无需对参考电流（IREF）进行微调，因为满量程输出电流通常为255 IREF/256 ±1 LSB。其相对精度优于±0.19%，能确保8位的单调性和线性度，当IREF ≥2 mA时，小于4µA的零电平输出电流可提供8位的零精度。此外，DAC0808的电源电流与位码无关，在整个电源电压范围内具有基本恒定的器件特性。它可以直接与流行的TTL、DTL或CMOS逻辑电平接口，并且可以直接替代MC1508/MC1408。对于更高速度的应用，可参考DAC0800的数据手册。

二、主要特性

高精度

相对精度最大误差为±0.19%，满量程电流匹配典型值为±1 LSB，能为系统提供较为精确的模拟输出。

快速响应

典型的快速建立时间为150ns，能够满足对转换速度有较高要求的应用场景。

兼容性强

非反相数字输入与TTL和CMOS兼容，方便与各种数字电路集成。

高速乘法输入

具有8 mA/µs的高速乘法输入压摆率，可实现快速的信号处理。

宽电源范围

电源电压范围为±4.5V至±18V，能适应不同的电源环境。

低功耗

在±5V电源下功耗仅33mW，有助于降低系统的整体功耗。

三、电气特性分析

精度相关特性

相对精度误差最大为±0.19%，满量程电流匹配典型值为±1 LSB，这保证了输出的准确性和稳定性。例如，在一些对模拟信号精度要求较高的测量系统中，这样的精度特性能够确保测量结果的可靠性。

速度特性

快速的建立时间（典型150ns）和高速乘法输入压摆率（8 mA/µs），使得DAC0808在高速信号处理应用中表现出色。比如在高速数据采集系统中，能够快速准确地将数字信号转换为模拟信号。

输入输出特性

数字输入逻辑电平与TTL和CMOS兼容，方便与数字电路连接。输出电流范围和输出电压合规性等特性，决定了其在不同负载和电源条件下的工作能力。例如，在不同的电源电压下，输出电流范围会有所不同，设计时需要根据实际需求进行合理选择。

四、典型应用

+10V输出数模转换器

通过特定的电路连接，如典型应用图所示，DAC0808可以实现+10V输出的数模转换功能。在这个应用中，需要合理选择电阻、运放等元件，以确保输出的准确性和稳定性。

可编程增益放大器或数字衰减器电路

DAC0808还可以用于构建可编程增益放大器或数字衰减器电路，通过改变参考电流或数字输入信号，实现对增益或衰减的控制。

五、设计要点与注意事项

参考放大器驱动与补偿

参考放大器为将参考电压转换为电流提供电压，并为梯形网络提供折返电路或电流镜。参考放大器输入电流I14必须始终流入引脚14，无论设置方法或参考电压极性如何。对于不同的参考电压情况，如正电压、双极性参考信号、负参考电压等，需要采用不同的连接方式和补偿措施。例如，在使用双极性参考信号时，R15可以连接到对应于最小输入电平的负电压，并且可以适当调整补偿电容的值来维持合适的相位裕度。

输出电压范围

由于DAC0808采用的电流切换方法，引脚4上的电压在VEE = -5V时限制在-0.55至0.4V的范围内。当负电源电压低于-10V时，负输出电压合规性可扩展至-5V。在设计输出电路时，需要根据负载电阻和输出电流的要求，合理选择元件参数，以确保输出电压在合适的范围内。例如，使用满量程电流为1.992 mA和2.5 kΩ的负载电阻可以在0至-4.980V之间产生256个电平的电压输出。

输出电流范围

输出电流的最大额定值为4.2 mA，但仅适用于负电源电压低于-8V的情况。在设计时需要根据实际的电源电压和负载要求，合理确定输出电流的范围，以避免超出器件的额定参数。

建立时间

最坏情况下的开关条件是所有位都接通，此时建立到±1⁄2 LSB的时间通常为150ns（8位精度），7位和6位精度时为100ns至1⁄2 LSB，关断时间通常小于100ns。这些时间适用于RL ≤500Ω和CO ≤25pF的情况。在测量建立时间时，电路板布局非常关键，需要采用短引线、100µF电源旁路电容以降低低频干扰，并尽量缩短示波器引线长度，以确保测试结果的准确性。

六、总结

DAC0808作为一款经典的8位D/A转换器，凭借其高精度、快速响应、兼容性强等优点，在众多电子系统中得到了广泛应用。在设计过程中，我们需要充分了解其电气特性、典型应用和设计要点，合理选择元件参数和布局方式，以确保系统的性能和稳定性。你在使用DAC0808进行设计时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。