DAC7750和DAC8750 （DACx750） 是低成本、精密、完全集成的 12 位和 16 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC），旨在滿足工業(yè)過(guò)程控制應(yīng)用的要求。這些器件可編程為電流輸出，范圍為 4 mA 至 20 mA、0 mA 至 20 mA 或 0 mA 至 24 mA。DACx750 包括可靠性功能，例如 SPI 幀上的 CRC 錯(cuò)誤檢查、看門狗定時(shí)器、開(kāi)路、一致性電壓和熱報(bào)警。此外，還可以通過(guò)訪問(wèn)內(nèi)部精密電阻器來(lái)監(jiān)控輸出電流。
*附件：dac7750.pdf

這些器件包括一個(gè)上電復(fù)位功能，旨在在已知狀態(tài)（IOUT被禁用和Hi-Z狀態(tài)）下為器件供電。如果使能輸出，CLR 引腳將電流輸出設(shè)置為范圍的低端。對(duì)零點(diǎn)和增益寄存器進(jìn)行編程，以數(shù)字校準(zhǔn)終端系統(tǒng)中的器件。輸出壓擺率也可通過(guò)寄存器進(jìn)行編程。這些器件可以在電流輸出上疊加外部HART信號(hào)，并以10V至36V電源工作。

特性

• 電流輸出選項(xiàng)：
  • 0 mA 至 24 mA
  • 4 mA 至 20 mA
  • 0 mA 至 20 mA
• ±0.1% FSR 典型總未調(diào)整誤差 （TUE）
• DNL：最大 ±1 LSB
• 最大環(huán)路順應(yīng)電壓：AVDD – 2 V
• 內(nèi)部 5V 基準(zhǔn)電壓源：10 ppm/°C（最大值）
• 內(nèi)部 4.6V 電源輸出
• CRC幀錯(cuò)誤檢查
• 看門狗定時(shí)器
• 熱報(bào)警
• 開(kāi)路報(bào)警
• 用于監(jiān)控輸出電流的引腳
• 片上故障報(bào)警
• 失調(diào)和增益的用戶校準(zhǔn)
• 寬溫度范圍：–40°C 至 +125°C
• 封裝：6 mm × 6 mm 40 引腳 VQFN 和 24 引腳 HTSSOP

參數(shù)

方框圖

DAC7750（12 位）與 DAC8750（16 位）是德州儀器推出的單通道可編程電流輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器，專為 4mA-20mA 工業(yè)電流環(huán)應(yīng)用設(shè)計(jì)，核心優(yōu)勢(shì)為高精度、高可靠性及豐富的工業(yè)級(jí)保護(hù)功能，適配工業(yè)過(guò)程控制、傳感器傳輸?shù)葒?yán)苛場(chǎng)景。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 分辨率與輸出范圍：DAC7750 為 12 位，DAC8750 為 16 位；支持 4mA-20mA、0mA-20mA、0mA-24mA 三種可編程電流輸出范圍
• 封裝與溫度：提供 24 引腳 HTSSOP（7.8mm×4.4mm）和 40 引腳 VQFN（6mm×6mm）封裝；工作溫度 -40°C 至 125°C，結(jié)溫最高 150°C
• 電源與功耗：模擬電源（AVDD）10V-36V，數(shù)字電源（DVDD）2.7V-5.5V；支持內(nèi)部 4.6V LDO 供電，典型功耗 95-115mW（AVDD=36V 時(shí)）

2. 性能特性

• 靜態(tài)性能：總未調(diào)整誤差（TUE）典型 ±0.1% FSR，最大 ±0.25% FSR；微分非線性（DNL）最大 ±1 LSB，保證單調(diào)；積分非線性（INL）最大 ±0.08% FSR
• 動(dòng)態(tài)性能：16mA 階躍輸出建立時(shí)間（0.1% FSR）典型 10μs（無(wú)電感負(fù)載），25μs（電感負(fù)載＜1mH）；電源抑制比（PSRR）典型 -75dB
• 參考與噪聲：內(nèi)置 5V 參考源，溫度系數(shù)最大 10 ppm/°C；輸出噪聲譜密度（10kHz）典型 185 nV/√Hz
• 合規(guī)電壓：最大環(huán)路合規(guī)電壓為 AVDD - 2V，支持最高 34V 輸出電壓（AVDD=36V 時(shí)）

3. 關(guān)鍵功能參數(shù)

• 接口與控制：SPI 接口最高 30MHz 速率，支持 CRC 幀錯(cuò)誤校驗(yàn)；3/4 線串行通信，支持多器件總線組網(wǎng)
• 保護(hù)與告警：內(nèi)置開(kāi)路檢測(cè)、熱告警（142°C 觸發(fā)）、合規(guī)電壓告警、看門狗定時(shí)器，ALARM 引腳輸出故障信號(hào)
• 輔助功能：支持輸出電流監(jiān)測(cè)（通過(guò)內(nèi)部 40Ω 精密電阻），可編程輸出擺率，用戶可校準(zhǔn)增益與偏移

二、關(guān)鍵功能特性

1. 高精度與靈活校準(zhǔn)

• 校準(zhǔn)功能：內(nèi)置增益與偏移校準(zhǔn)寄存器，支持 ±50% FSR 增益調(diào)整和 ±32768 LSB 偏移調(diào)整，可修正系統(tǒng)誤差
• 參考源設(shè)計(jì)：內(nèi)置低漂移 5V 參考源，支持外部參考輸入，滿足高精度應(yīng)用需求
• 電流穩(wěn)定性：輸出電流溫漂典型 ±3-10 ppm FSR/°C，支持外部精密電阻（15kΩ）進(jìn)一步提升穩(wěn)定性

2. 工業(yè)級(jí)可靠性設(shè)計(jì)

• 多重保護(hù)機(jī)制：CRC 幀錯(cuò)誤校驗(yàn)防止通信干擾，看門狗定時(shí)器（10ms-204ms 可編程）保障通信連續(xù)性；熱保護(hù)、開(kāi)路保護(hù)、合規(guī)電壓保護(hù)避免器件損壞
• 抗干擾能力：電源抑制比優(yōu)異，數(shù)字與模擬電源隔離設(shè)計(jì)，減少工業(yè)環(huán)境噪聲影響
• 輸出特性：支持 50mH 電感負(fù)載，輸出阻抗典型 50 MΩ，適配長(zhǎng)距離工業(yè)布線

3. 靈活的工業(yè)適配功能

• 擺率可編程：通過(guò)寄存器配置輸出電流變化速率，支持 16 檔更新頻率（3.3kHz-258kHz）和 8 檔步長(zhǎng)，避免電感負(fù)載沖擊
• HART 接口支持：HART-IN 引腳可疊加 1200Hz-2200Hz HART 數(shù)字信號(hào)，兼容工業(yè)通信協(xié)議
• 電流監(jiān)測(cè)：通過(guò) R3-SENSE 與 BOOST 引腳測(cè)量?jī)?nèi)部電阻電壓，間接獲取輸出電流，無(wú)需額外串聯(lián)電阻

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 工業(yè)過(guò)程控制：PLC 模擬輸出模塊、執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)
• 傳感器傳輸：流量、壓力、pH 值等傳感器的 4mA-20mA 信號(hào)傳輸
• 工業(yè)自動(dòng)化：分布式控制系統(tǒng)（DCS）、閥門控制、過(guò)程分析設(shè)備

四、設(shè)計(jì)與使用建議

1. 接口與配置

• SPI 通信：建議啟用 CRC 錯(cuò)誤校驗(yàn)（32 位幀格式），看門狗定時(shí)器按需開(kāi)啟，避免工業(yè)環(huán)境通信丟包
• 輸出范圍選擇：根據(jù)工業(yè)協(xié)議需求配置 RANGE 寄存器，切換范圍前建議禁用輸出避免毛刺
• 校準(zhǔn)操作：系統(tǒng)部署后通過(guò)增益 / 偏移寄存器校準(zhǔn)，新校準(zhǔn)值需重啟 DAC 數(shù)據(jù)寄存器生效

2. 電源與布線

• 電源配置：模擬電源建議串聯(lián) 10Ω 電阻限制 ramp 速率（≤1V/ns），就近并聯(lián) 0.1μF 去耦電容；數(shù)字電源優(yōu)先使用內(nèi)部 LDO 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)
• PCB 布局：模擬地與數(shù)字地分開(kāi)布線，熱焊盤接地優(yōu)化散熱；CAP1/CAP2 引腳附近避免數(shù)字信號(hào)布線，減少耦合噪聲
• 負(fù)載適配：驅(qū)動(dòng)電感負(fù)載時(shí)啟用擺率控制，或在輸出端并聯(lián)濾波電容，避免振蕩

3. 保護(hù)與告警

• 故障處理：ALARM 引腳外接 10kΩ 上拉電阻，通過(guò)狀態(tài)寄存器讀取具體故障類型（熱故障、CRC 錯(cuò)誤等）
• BOOST 模式：高電壓、大電流場(chǎng)景可外接 NPN 晶體管擴(kuò)展輸出能力，降低器件功耗
• ESD 防護(hù)：工業(yè)環(huán)境部署時(shí)，IOUT 引腳建議添加 TVS 二極管，避免靜電損壞。