16位DAC82002是一款高精度、低功耗、雙通道數(shù)模轉換器（DAC），具有無緩沖電壓輸出。

該DAC82002采用3.3 V和5 V電源，提供1LSB DNL和2LSB INL的線性度。高精度與微型封裝相結合，使該器件成為增益和失調(diào)校準、電壓設定點生成和電源控制等應用的絕佳選擇。該DAC82002集成了一個上電復位電路，以確保DAC輸出根據(jù)RSTSEL引腳的狀態(tài)以零刻度或中量程上電，并保持該刻度，直到將有效代碼寫入器件。RESET引腳拉低后，所有內(nèi)部寄存器均異步復位。

該DAC82002使用多功能三線串行外設接口 （SPI），工作時鐘速率高達 50 MHz。
*附件：dac82002.pdf

特性

• 16 位性能：1-LSB DNL 和 2-LSB INL
• 低毛刺能量：0.5 nV-s
• 快速建立：1 μs
• 寬電源：2.7 V 至 5.5 V
• 寬基準電壓源范圍：2.0 V 至 VDD
• 低功耗：5.0 V 時每通道 250 μA
• 高達 50 MHz 的 3 線串行外設接口 （SPI）
• 重置為零比例或中比例
• 1.62伏伏IH的帶 V DD = 5.5 伏
• 溫度范圍：–40°C 至 +85°C
• 封裝：微型 10 引腳 WSON

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品核心定位與基礎參數(shù)

DAC82002 以 “雙通道同步 + 高線性度 + 小封裝” 為核心優(yōu)勢，通過分段 R-2R 架構與優(yōu)化通道隔離設計，平衡多通道精度與系統(tǒng)適配性，適配 2.7V~5.5V 寬供電場景。

1. 核心基礎參數(shù)總覽

二、核心性能參數(shù)

1. 靜態(tài)性能（TA=-40+85℃，VDD=2.7V5.5V）

（1）線性度與精度（雙通道一致性優(yōu)異）

• 積分非線性（INL） ：±2 LSB（最大值），典型值 ±0.6 LSB，雙通道匹配誤差 < 0.1 LSB，保障全量程輸出線性；
• 微分非線性（DNL） ：±1 LSB（最大值），典型值 ±0.5 LSB，無失碼，避免輸出臺階失真；
• 總未調(diào)整誤差（TUE） ：±0.06% FSR（最大值），典型值 0.04% FSR，減少系統(tǒng)級多通道校準需求；
• 零碼 / 增益誤差 ：零碼誤差 ±2.6 LSB，溫度系數(shù) ±0.02 ppm/℃；增益誤差 ±20 LSB，溫度系數(shù) ±0.1 ppm/℃，全溫域精度穩(wěn)定性高，雙通道誤差一致性 < 0.5 LSB。

（2）輸出特性（雙通道共享參考，獨立輸出）

• 輸出范圍 ：單通道 0VREF（與參考電壓匹配，如 VREF=5V 時輸出 05V），輸出阻抗 6.25 kΩ（典型值）；
• 電源抑制比（PSRR） ：DC 模式 5 μV/V（典型值），AC 模式 - 72 dB（10kHz 時），減少供電噪聲對雙輸出的影響；
• 輸出噪聲 ：單通道 0.1Hz~10Hz 低頻噪聲 0.1 μVPP（典型值），10kHz 噪聲密度 10 nV/√Hz，保障微弱信號輸出純凈度。

2. 動態(tài)性能（關鍵指標決定多通道瞬態(tài)同步質(zhì)量）

DAC82002 的動態(tài)性能在多通道測試測量、同步波形生成場景中至關重要，核心指標如下：

3. 復位與初始化功能

器件支持 硬件復位 、上電復位（POR） 與 軟件復位 ，靈活適配多通道系統(tǒng)啟動與故障恢復場景：

三、關鍵功能模塊詳解

1. DAC 架構與多通道同步設計

器件采用 分段 R-2R 架構 ，雙通道獨立且共享參考電壓，兼顧精度與同步性，核心架構與數(shù)據(jù)處理流程如下：

（1）架構設計

• 分段結構 ：單通道 16 位數(shù)據(jù)分為 “4 位 MSB+12 位 LSB”，MSB 解碼為 15 路匹配電阻開關，LSB 驅動 12 位 R-2R 梯形網(wǎng)絡，減少電阻失配導致的線性誤差；
• 傳輸函數(shù) ：單通道輸出電壓由數(shù)字碼值與參考電壓共同決定，公式為：VOUTx?**=216**?1DAC**_DATAx? ? ×VREF**?
  其中，DAC_DATA_x（x=A/B）為 0~65535 的 16 位二進制碼值（直二進制格式），VREF 為外部參考電壓（2.0V~VDD）；
• 通道隔離 ：雙通道模擬電路獨立布局，數(shù)字控制信號共享，通道間串擾 <-90dB，保障多通道獨立輸出時無相互干擾。

（2）寄存器與輸出更新模式

器件內(nèi)置 6 個核心寄存器，支持 異步更新 、同步更新與 廣播更新 ，適配多通道不同時序需求：

2. 數(shù)字接口與通信協(xié)議

3 線 SPI 接口是器件與控制器（如 MCU/FPGA）的核心交互通道，支持多通道數(shù)據(jù)獨立寫入與廣播寫入，需嚴格遵循時序要求以保障數(shù)據(jù)傳輸正確性：

（1）SPI 幀格式與時序

• 幀結構 ：24 位數(shù)據(jù)幀（Bit23Bit0），Bit23 為寫使能位（固定為 0，僅支持寫操作），Bit22Bit16 為寄存器地址，Bit15~Bit0 為 16 位 DAC 數(shù)據(jù)（MSB 對齊）；
• 關鍵時序參數(shù) ：SCLK 高電平時間≥9ns、低電平時間≥9ns；SDIN 建立時間≥5ns、保持時間≥10ns；SYNC 拉低到 SCLK 下降沿 setup 時間≥13ns，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定鎖存；
• 廣播更新時序 ：向 BRDCAST 寄存器（0x6h）寫入數(shù)據(jù)時，僅使能廣播的通道（DAC-x-BRDCAST-EN=1）同步更新，未使能通道輸出不變，適配 “部分通道統(tǒng)一校準” 場景。

（2）接口防護與配置

• 數(shù)字輸入引腳（SYNC/SCLK/SDIN）支持 1.62V 高電平（VDD=5.5V 時），輸入電流 ±5μA，引腳電容 10pF，兼容 3.3V/5V 邏輯電平；
• 建議在 SYNC/SCLK 引腳配置下拉電阻（如 10kΩ），避免懸空時噪聲干擾；SDIN 引腳需確保數(shù)據(jù)在 SCLK 下降沿穩(wěn)定輸入，多通道寫入時需間隔≥1μs（tDACWAIT）。

四、典型應用場景與設計建議

1. 核心應用場景

DAC82002 的核心價值在于 “雙通道同步 + 高線性度”，典型應用包括：

• 多通道任意波形發(fā)生器（AWG） ：1μs 建立時間 + 96dB SFDR，支持 200kSPS 雙通道同步更新，適配測試測量設備的雙路正弦波、三角波生成；
• 雙極性模擬輸出模塊 ：通過外部運放（如 OPA2210）將 0~VREF 單極性輸出轉換為 ±10V 雙極性，適配 PLC 模擬輸出模塊的多通道電壓輸出；
• 半導體測試系統(tǒng) ：0.06% FSR 總未調(diào)整誤差 + 低串擾，用于芯片測試中的多通道精準偏置電壓生成，或電池測試的充放電電壓控制；
• 數(shù)據(jù)采集（DAQ）系統(tǒng)校準 ：雙通道同步輸出用于 DAQ 系統(tǒng)的增益 / 偏移校準，廣播更新功能簡化多通道統(tǒng)一校準流程。

典型應用電路示例（雙極性輸出）

1. 電路結構 ：DAC82002 雙通道輸出（0~2.5V）分別經(jīng) OPA2210 運放構成差分放大電路，配合 8.25kΩ/33.2kΩ 電阻網(wǎng)絡，將單極性信號轉換為 ±10V 雙極性輸出；
2. 關鍵器件 ：參考電壓采用 REF5025（2.5V 低噪聲基準，漂移 ±5ppm/℃），運放供電 ±15V 避免輸出鉗位，VREF 引腳并聯(lián) 100nF+47pF 電容抑制高頻噪聲；
3. 性能指標 ：單通道輸出噪聲 < 3nV/√Hz（100Hz~1MHz），壓擺率 2.5V/μs，雙通道輸出延遲差 < 50ns，滿足同步電壓切換需求。

2. 關鍵設計建議

（1）電源與參考電壓設計

• 電源濾波 ：VDD 引腳就近并聯(lián) 0.1μF 陶瓷電容（X7R/NP0 dielectric）+1μF 鉭電容，抑制高頻噪聲；若使用開關電源，需在電源入口增加 LC 濾波（如 10μH 電感 + 10μF 電容）；
• 參考電壓配置 ：VREF 需小于 VDD，建議使用低噪聲基準（如 REF50xx 系列），并在 VREF 引腳并聯(lián) 100nF+47pF 電容（前者抑制低頻噪聲，后者優(yōu)化動態(tài)響應）；雙通道共享參考時，需確保參考電壓紋波 < 1mV，避免影響通道一致性。

（2）PCB 布局與通道隔離

• 布局分區(qū) ：模擬區(qū)（VOUTA/VOUTB/VREF/AGND）與數(shù)字區(qū)（SYNC/SCLK/SDIN）嚴格分離，AGND 與數(shù)字地單點連接，避免串擾；VOUTA/VOUTB 引腳布線短而直，長度差 < 1mm，減少同步延遲；
• 通道隔離 ：VOUTA 與 VOUTB 布線間距≥2mm，避免平行布線；若需長距離傳輸，建議使用屏蔽線或差分布線，減少外部干擾與通道間耦合；
• 輸出緩沖 ：因器件無內(nèi)置輸出緩沖，VOUTx 阻抗較高（6.25kΩ），需外部運放緩沖時，優(yōu)先選擇低噪聲、高帶寬型號（如 OPA2328，適合 AWG 場景；OPA2210，適合雙極性輸出場景），運放輸入失調(diào)電壓需 < 10μV 以避免通道誤差。

（3）同步與校準設計

• 同步更新 ：多通道需嚴格同步時，配置 DAC-x-SYNC-EN=1，通過 LDAC 觸發(fā)同步更新，確保雙通道輸出延遲差 < 50ns；
• 廣播校準 ：多片 DAC82002 級聯(lián)時，可將所有器件的 BRDCAST 寄存器使能，通過單次 SPI 寫入實現(xiàn)多器件多通道統(tǒng)一校準，簡化系統(tǒng)校準流程；
• 溫度補償 ：全溫域使用時，建議每 10℃重新觸發(fā)前景校準（如通過軟件復位后寫入校準碼值），或使用溫度傳感器反饋補償，確保零碼 / 增益誤差穩(wěn)定。