DAC7750和DAC8750 （DACx750） 是低成本、精密、完全集成的 12 位和 16 位數模轉換器 （DAC），旨在滿足工業過程控制應用的要求。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 錯誤檢查、看門狗定時器、開路、一致性電壓和熱報警。此外，還可以通過訪問內部精密電阻器來監控輸出電流。
*附件：dac8750.pdf

這些器件包括一個上電復位功能，旨在在已知狀態（IOUT被禁用和Hi-Z狀態）下為器件供電。如果使能輸出，CLR 引腳將電流輸出設置為范圍的低端。對零點和增益寄存器進行編程，以數字校準終端系統中的器件。輸出壓擺率也可通過寄存器進行編程。這些器件可以在電流輸出上疊加外部HART信號，并以10V至36V電源工作。

特性

• 電流輸出選項：
  • 0 mA 至 24 mA
  • 4 mA 至 20 mA
  • 0 mA 至 20 mA
• ±0.1% FSR 典型總未調整誤差 （TUE）
• DNL：最大 ±1 LSB
• 最大環路順應電壓：AVDD – 2 V
• 內部 5V 基準電壓源：10 ppm/°C（最大值）
• 內部 4.6V 電源輸出
• CRC幀錯誤檢查
• 看門狗定時器
• 熱報警
• 開路報警
• 用于監控輸出電流的引腳
• 片上故障報警
• 失調和增益的用戶校準
• 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

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模轉換器，專為 4mA-20mA 工業電流環應用設計，核心優勢為高精度、高可靠性及豐富的工業級保護功能，適配工業過程控制、傳感器傳輸等嚴苛場景。

一、核心產品參數

1. 基礎規格

• 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，結溫最高 150°C
• 電源與功耗：模擬電源（AVDD）10V-36V，數字電源（DVDD）2.7V-5.5V；支持內部 4.6V LDO 供電，典型功耗 95-115mW（AVDD=36V 時）

2. 性能特性

• 靜態性能：總未調整誤差（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；積分非線性（INL）最大 ±0.08% FSR
• 動態性能：16mA 階躍輸出建立時間（0.1% FSR）典型 10μs（無電感負載），25μs（電感負載＜1mH）；電源抑制比（PSRR）典型 -75dB
• 參考與噪聲：內置 5V 參考源，溫度系數最大 10 ppm/°C；輸出噪聲譜密度（10kHz）典型 185 nV/√Hz
• 合規電壓：最大環路合規電壓為 AVDD - 2V，支持最高 34V 輸出電壓（AVDD=36V 時）

3. 關鍵功能參數

• 接口與控制：SPI 接口最高 30MHz 速率，支持 CRC 幀錯誤校驗；3/4 線串行通信，支持多器件總線組網
• 保護與告警：內置開路檢測、熱告警（142°C 觸發）、合規電壓告警、看門狗定時器，ALARM 引腳輸出故障信號
• 輔助功能：支持輸出電流監測（通過內部 40Ω 精密電阻），可編程輸出擺率，用戶可校準增益與偏移

二、關鍵功能特性

1. 高精度與靈活校準

• 校準功能：內置增益與偏移校準寄存器，支持 ±50% FSR 增益調整和 ±32768 LSB 偏移調整，可修正系統誤差
• 參考源設計：內置低漂移 5V 參考源，支持外部參考輸入，滿足高精度應用需求
• 電流穩定性：輸出電流溫漂典型 ±3-10 ppm FSR/°C，支持外部精密電阻（15kΩ）進一步提升穩定性

2. 工業級可靠性設計

• 多重保護機制：CRC 幀錯誤校驗防止通信干擾，看門狗定時器（10ms-204ms 可編程）保障通信連續性；熱保護、開路保護、合規電壓保護避免器件損壞
• 抗干擾能力：電源抑制比優異，數字與模擬電源隔離設計，減少工業環境噪聲影響
• 輸出特性：支持 50mH 電感負載，輸出阻抗典型 50 MΩ，適配長距離工業布線

3. 靈活的工業適配功能

• 擺率可編程：通過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，避免電感負載沖擊
• HART 接口支持：HART-IN 引腳可疊加 1200Hz-2200Hz HART 數字信號，兼容工業通信協議；也可通過 CAP2 或 ISET-R 引腳擴展至全輸出范圍支持
• 電流監測：通過 R3-SENSE 與 BOOST 引腳測量內部 40Ω 電阻電壓，間接獲取輸出電流，無需額外串聯電阻影響合規電壓

三、典型應用場景

• 工業過程控制：PLC 模擬輸出模塊、執行器驅動
• 傳感器傳輸：流量、壓力、pH 值等傳感器的 4mA-20mA 信號傳輸
• 工業自動化：分布式控制系統（DCS）、閥門控制、過程分析設備

四、設計與使用建議

1. 接口與配置

• SPI 通信：建議啟用 CRC 錯誤校驗（32 位幀格式），看門狗定時器按需開啟，避免工業環境通信丟包
• 輸出范圍選擇：通過控制寄存器 RANGE 位配置輸出范圍，切換前需禁用輸出避免毛刺
• 校準操作：系統部署后通過增益 / 偏移寄存器校準，新校準值需重啟 DAC 數據寄存器生效

2. 電源與布線

• 電源配置：模擬電源建議串聯 10Ω 電阻限制 ramp 速率（≤1V/ns），就近并聯 0.1μF 去耦電容；數字電源優先使用內部 LDO 簡化設計
• PCB 布局：模擬地與數字地分開布線，熱焊盤接地優化散熱；CAP1/CAP2 引腳附近避免數字信號布線，減少耦合噪聲
• 負載適配：驅動電感負載時啟用擺率控制，或在輸出端并聯濾波電容，避免振蕩

3. 保護與告警

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