12 位 DAC63204-Q1 和 10 位 DAC53204-Q1 （DACx3204-Q1） 是引腳兼容的汽車(chē)、四通道、緩沖、電壓輸出和電流輸出智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC） 系列。DACx3204-Q1器件支持Hi-Z掉電模式和斷電條件下的Hi-Z輸出。DAC輸出提供力檢測(cè)選項(xiàng)，用作可編程比較器和電流吸收器。多功能 GPIO、功能生成和 NVM 使這些智能 DAC 能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)處理器應(yīng)用和設(shè)計(jì)重用。這些器件可自動(dòng)檢測(cè) I 2C、PMBus 和 SPI，并包含內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源。
*附件：dac53204-q1.pdf

這些 DACx3204-Q1 智能 DAC 的功能集與微型封裝和低功耗相結(jié)合，是電壓裕度和縮放、用于偏置和校準(zhǔn)的直流設(shè)定點(diǎn)以及波形生成等應(yīng)用的絕佳選擇。

特性

• ? 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車(chē)應(yīng)用：
  • 溫度等級(jí) 1：–40°C 至 +125°C，T A
• 具有靈活配置的可編程電壓或電流輸出：
  • 電壓輸出：
    • 1 LSB DNL
    • 收益為 1 ×、1.5 ×、2 ×、3 ×和 4 ×
  • 電流輸出：
    • 1 LSB INL 和 DNL（8 位）
    • ±25μA、±50μA、±125μA、±250μA輸出范圍選項(xiàng)
• 適用于所有通道的可編程比較器模式
• VDD關(guān)閉時(shí)的高阻抗輸出
• 高阻抗和電阻下拉掉電模式
• 50MHz SPI 兼容接口
• 自動(dòng)檢測(cè) I 2C、SPI 或 PMBus? 接口
  • 1.62V V IH，V DD = 5.5 V
• 通用輸入/輸出 （GPIO） 可配置為多種功能
• 預(yù)定義波形生成：正弦波、三角波、鋸齒波
• 用戶(hù)可編程非易失性存儲(chǔ)器 （NVM）
• 內(nèi)部、外部或電源作為參考
• 工作范圍廣：
  • 電源：1.8 V 至 5.5 V
  • 溫度范圍：–40°C 至 +125°C
• 微型封裝：16引腳WQFN（3 mm × 3 mm）

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

DAC53204-Q1（10 位分辨率）與 DAC63204-Q1（12 位分辨率）是引腳兼容的汽車(chē)級(jí)四通道智能 DAC，支持電壓和電流輸出，具備自動(dòng)檢測(cè) I2C、PMBus?或 SPI 接口的功能，采用 3mm×3mm 的 16 引腳 WQFN 封裝，適用于 - 40°C 至 + 125°C 的寬溫工作環(huán)境，且通過(guò) AEC-Q100 車(chē)規(guī)認(rèn)證（溫度等級(jí) 1），可滿(mǎn)足汽車(chē)電子領(lǐng)域的嚴(yán)苛要求。

二、核心特性

1. 輸出配置

• 電壓輸出 ：微分非線性（DNL）為 1 LSB，支持 1×、1.5×、2×、3×、4× 五種增益，輸出范圍與參考電壓相關(guān)。
• 電流輸出 ：8 位分辨率下積分非線性（INL）和 DNL 均為 1 LSB，提供 ±25μA、±50μA、±125μA、±250μA 四種輸出范圍選項(xiàng)。

2. 功能模式

• 比較器模式 ：所有通道可配置為可編程比較器，支持推挽 / 開(kāi)漏輸出、輸出反轉(zhuǎn)、可編程滯回、鎖存比較器及窗口比較器功能，F(xiàn)Bx 引腳作為比較器輸入。
• 掉電模式 ：支持高阻抗（Hi-Z）和電阻下拉（10kΩ 或 100kΩ 至 AGND）掉電模式，VDD 關(guān)閉時(shí)輸出自動(dòng)進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。
• 波形生成 ：內(nèi)置預(yù)定義波形生成功能，可獨(dú)立為每個(gè)通道生成正弦波、三角波、鋸齒波，正弦波每周期含 24 個(gè)預(yù)編程點(diǎn)，支持四種相位設(shè)置。

3. 其他關(guān)鍵特性

• 靈活參考源 ：可選擇內(nèi)部（典型 1.21V）、外部或電源作為參考源。
• 非易失性存儲(chǔ)器（NVM） ：用戶(hù)可編程，可存儲(chǔ)寄存器配置，支持 20000 次擦寫(xiě)周期（-40°C 至 + 85°C），數(shù)據(jù) retention 達(dá) 50 年（25°C）。
• 通用輸入輸出（GPIO） ：可配置為 SDO、LDAC、PD、STATUS、FAULT-DUMP、RESET、PROTECT 等多種功能，支持無(wú)處理器操作。
• 高可靠性 ：具備靜電放電（ESD）保護(hù)，人體放電模型（HBM）±2000V，帶電設(shè)備模型（CDM）引腳 ±500V（全引腳）/±750V（角落引腳）；內(nèi)置 NVM 循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC），確保數(shù)據(jù)完整性。

三、電氣規(guī)格

1. 電源與溫度

• 電源電壓范圍：1.7V 至 5.5V（推薦工作電壓），絕對(duì)最大電壓 - 0.3V 至 6V。
• 環(huán)境溫度：工作溫度 - 40°C 至 + 125°C，存儲(chǔ)溫度 - 65°C 至 150°C，結(jié)溫 - 40°C 至 150°C。

2. 靜態(tài)性能（電壓輸出，參考 tied to VDD，增益 1×）

3. 動(dòng)態(tài)性能

• 電壓輸出建立時(shí)間：1/4 至 3/4 量程切換，在 VDD=5.5V 時(shí)典型值 20μs（增益 4× 時(shí) 25μs），壓擺率 0.3V/μs。
• 電流輸出建立時(shí)間：1/4 至 3/4 量程切換，8 位分辨率下典型值 60μs（VDD=5.5V）。
• 輸出噪聲：電壓輸出 0.1Hz 至 10Hz 頻帶下峰峰值噪聲典型值 50μV（增益 4× 時(shí) 90μV）；電流輸出 0.1Hz 至 10Hz 頻帶下峰峰值噪聲典型值 150nA。

4. 接口時(shí)序

• I2C ：支持標(biāo)準(zhǔn)模式（100kHz）、快速模式（400kHz）、快速模式 +（1MHz），SCL 高電平最小周期 4μs（標(biāo)準(zhǔn)模式）、0.6μs（快速模式）、0.26μs（快速模式 +）。
• SPI ：寫(xiě)操作時(shí)鐘頻率最高 50MHz，SCLK 高 / 低電平最小周期 9ns；讀操作（FSDO=0 時(shí) 1.25MHz，F(xiàn)SDO=1 時(shí) 2.5MHz），SCLK 高 / 低電平最小周期 350ns（FSDO=0）、175ns（FSDO=1）。

四、功能模式詳解

1. 電壓輸出模式

需將對(duì)應(yīng)通道的 OUTx 與 FBx 引腳短接以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)放大器輸出，通過(guò)選擇參考源（內(nèi)部 / 外部 / 電源）、設(shè)置增益（僅內(nèi)部參考支持多增益）及編程 DAC 代碼（DAC-X-DATA 寄存器）確定輸出電壓

2. 電流輸出模式

需將對(duì)應(yīng)通道的 IOUT-PDN-X 置 0、VOUT-PDN-X 設(shè)為高阻抗掉電模式，F(xiàn)Bx 引腳懸空以減小漏電流，輸出電流由 DAC 代碼（8 位）和所選量程決定

3. 比較器模式

• 普通比較器 ：無(wú)滯回或窗口功能，F(xiàn)Bx 輸入電壓與 DAC 輸出比較，輸出可配置為推挽 / 開(kāi)漏、是否反轉(zhuǎn)。
• 滯回比較器 ：通過(guò) DAC-X-MARGIN-HIGH 和 DAC-X-MARGIN-LOW 寄存器設(shè)置滯回電壓，當(dāng) MARGIN-HIGH 為滿(mǎn)碼或 MARGIN-LOW 為零碼時(shí)，可作為鎖存比較器，需通過(guò) RST-CMP-FLAG-X 復(fù)位。
• 窗口比較器 ：窗口邊界由 MARGIN-HIGH 和 MARGIN-LOW 設(shè)定，輸出狀態(tài)通過(guò) WIN-CMP-X 位讀取，支持鎖存功能（WIN-LATCH-EN 置 1），復(fù)位需輸入電壓在窗口內(nèi)且觸發(fā) RST-CMP-FLAG-X。

4. 故障轉(zhuǎn)儲(chǔ)（Fault-Dump）模式

觸發(fā) FAULT-DUMP（通過(guò)寄存器或 GPIO）時(shí)，可將 CMP-STATUS、DAC-0~3-DATA 寄存器數(shù)據(jù)存入 NVM，用于系統(tǒng)故障診斷，后續(xù)可通過(guò)特定序列讀取 NVM 中存儲(chǔ)的故障數(shù)據(jù)。

5. 電壓調(diào)整與縮放（Voltage Margining and Scaling）

• 高阻抗輸出 ：VDD 關(guān)閉時(shí)輸出高阻抗，漏電流低，無(wú)需額外電源時(shí)序控制，適用于電源反饋環(huán)路。
• 可編程壓擺率控制 ：通過(guò) SLEW-RATE-X（步長(zhǎng)時(shí)間）和 CODE-STEP-X（步長(zhǎng) LSB 數(shù)）設(shè)置輸出電壓變化率，避免電壓突變影響系統(tǒng)

五、編程與寄存器

1. 接口選擇

上電后首次成功通信時(shí)自動(dòng)檢測(cè)接口類(lèi)型（I2C/SPI/PMBus），檢測(cè)后保持不變，需斷電重啟切換。

• SPI ：默認(rèn) 3 線（SYNC、SCLK、SDI），GPIO 配置為 SDO 后支持 4 線讀操作，幀長(zhǎng)度 24 位（1 位 R/W+7 位地址 + 16 位數(shù)據(jù)）。
• I2C ：7 位地址，通過(guò) A0 引腳（接 VDD/AGND/SDA/SCL）選擇 4 種地址，支持廣播地址（同步更新多設(shè)備），讀操作需先寫(xiě)命令字節(jié)再發(fā)起重復(fù)起始條件。

2. 關(guān)鍵寄存器

• COMMON-CONFIG ：配置窗口比較器鎖存、設(shè)備鎖定、內(nèi)部參考使能、通道掉電模式等。
• DAC-X-VOUT-CMP-CONFIG ：設(shè)置電壓輸出增益、比較器輸出類(lèi)型（推挽 / 開(kāi)漏）、比較器使能等。
• DAC-X-FUNC-CONFIG ：配置波形生成類(lèi)型（三角波 / 鋸齒波 / 正弦波）、壓擺率、步長(zhǎng)等。
• COMMON-TRIGGER ：觸發(fā) NVM 編程 / 重載、故障轉(zhuǎn)儲(chǔ)、PROTECT 功能、寄存器清零等。

3. NVM 操作

• 編程 ：設(shè)置目標(biāo)寄存器后，將 COMMON-TRIGGER 寄存器的 NVM-PROG 置 1，自動(dòng)復(fù)位，編程周期典型 200ms。
• 重載 ：將 COMMON-TRIGGER 寄存器的 NVM-RELOAD 置 1，從 NVM 加載配置到寄存器，自動(dòng)復(fù)位。
• 故障數(shù)據(jù)讀取 ：通過(guò) EE-READ-ADDR 選擇 NVM 行，觸發(fā) READ-ONE-TRIG，讀取 SRAM（地址 0x9D/0x9E）獲取數(shù)據(jù)。