該 DAC5311 是一款 8 位、低功耗、單通道輸出、輸出的數模轉換器（DAC）。它設計上是單調的，提供優異的線性，最大限度地減少不必要的碼間瞬態電壓，同時在兼容引腳的引腳族群內提供便捷的升級路徑。該設備采用多功能的三線串行接口，時鐘頻率最高可達50 MHz，兼容標準SPI、QSPI、MICROWIRE和數字信號處理器（DSP）接口。
*附件：dac5311-q1.pdf

DAC5311使用外部電源作為參考電壓來設定輸出范圍。設備內置了開機復位（POR）電路，確保DAC輸出在0 V時通電，并保持該狀態直到對設備進行有效寫入。它包含一個通過串口接口訪問的斷電功能，可在斷電模式下將器件電流消耗降低至0.1 μA，電壓為1.8 V。該部件在正常運行時的低功耗使其非常適合用于便攜式電池供電設備。在5 V電壓下功耗為0.55 mW，斷電模式下功率降至2.5 μW。

DAC5311 與 DAC8311 和 DAC8411 兼容針腳，提供從 8 位分辨率到 14 位和 16 位分辨率的便捷升級路徑。該設備提供小型6針SC70封裝。該封裝在
-40°C至85°C的汽車溫度范圍內提供了靈活的解決方案。

特性

• 符合汽車應用資格
• 相對精度：0.25 上位內傾
• 微功率作：80 μA，電壓1.8 V
• 斷電：5 V時0.5 μA，1.8 V時0.1 μA
• 寬電源：1.8 V 至 5.5 V
• 開機重置為零刻度
• 直二進制數據格式
• 低功耗串行接口，施密特觸發輸入：
  最高50 MHz
• 片上輸出緩沖放大器，軌對軌作
• 同步中斷設施
• 微型6針SC70封裝
• 應用
  • 便攜式電池供電儀器
  • 過程控制
  • 數字增益與偏移調整
  • 可編程電壓和電流源

參數

方框圖

一、產品核心概述

DAC5311-Q1 是德州儀器推出的 8 位單通道低功耗數模轉換器，核心優勢為超小封裝、寬供電范圍與低功耗特性，適用于汽車電子、便攜式電池供電設備、過程控制、數字增益 / 偏移調整、可編程電壓 / 電流源等場景。工作溫度范圍為 –40°C 至 85°C，采用 6 引腳 SC70 封裝（2.2mm×2.5mm），供電電壓 1.8V~5.5V，正常工作電流僅 80μA（1.8V 時），掉電電流低至 0.1μA，集成軌到軌輸出緩沖放大器，支持 SPI/QSPI/MICROWIRE 兼容的 3 線串行接口，上電復位至零刻度輸出，提供靈活的功率管理與簡單的外圍電路設計。

二、關鍵特性與規格

1. 核心性能參數

• 分辨率與線性度 ：8 位分辨率，積分非線性誤差（INL）±0.25 LSB，差分非線性誤差（DNL）±0.25 LSB，保證單調性；偏移誤差 ±4 mV，零刻度誤差 0.2 mV，滿刻度誤差 0.2% FSR，增益誤差 ±0.15% FSR，溫度漂移低（偏移漂移 3 μV/°C，增益漂移 ±1.5 ppm FSR/°C）。
• 輸出特性 ：輸出電壓范圍 0V~AVDD（軌到軌），輸出緩沖器支持驅動 2kΩ 電阻并聯 1000pF 電容負載；建立時間典型值 6μs（2kΩ+200pF 負載），壓擺率 0.7 V/μs； glitch 脈沖能量低至 0.5 nV?s，數字饋通 0.5 nV?s，電源上電 glitch 典型值 17 mV（5V 時）。
• 動態性能 ：信噪比（SNR）81 dB，總諧波失真（THD）–65 dB，無雜散動態范圍（SFDR）65 dB；輸出噪聲密度在中刻度時為 110 nV/√Hz（1kHz），0.1Hz~10Hz 帶寬內噪聲峰峰值 3 μV，動態性能滿足中高精度模擬信號生成需求。
• 功耗與接口 ：正常工作功耗 0.14mW0.88mW（隨供電電壓變化），掉電功耗低至 0.72μW（1.8V 時）；3 線串行接口最高時鐘頻率 50MHz（3.6V5.5V 時）、20MHz（1.8V~3.6V 時），支持 SYNC 中斷功能，可中斷無效寫操作。

2. 核心功能

• 工作模式：支持正常工作模式與三種掉電模式（輸出 1kΩ 接地、100kΩ 接地、高阻態），掉電模式可通過串行接口編程配置，寄存器內容保持不變，喚醒時間典型值 50μs。
• 輸入與輸出：采用純二進制編碼格式，理想輸出電壓 VOUT ? =AVDD?**× D /28**（D 為 0~255 的數字輸入碼）；供電電壓同時作為參考電壓，無需外部基準，簡化外圍電路；輸出緩沖器具備源 / 灌電流能力（5V 時源電流 50mA，灌電流 0.6mA），支持直接驅動中等負載。
• 上電復位：內置上電復位（POR）電路，上電后輸出固定為 0V，直至收到有效寫操作，避免上電期間的不確定輸出。
• 串行接口：16 位輸入移位寄存器，前 2 位為模式控制位（配置正常 / 掉電模式），中間 8 位為數據位，后 6 位為無關位；SYNC 引腳為低電平有效幀同步信號，16 個 SCLK 周期后更新輸出，提前拉高 SYNC 可中斷寫操作。

三、封裝與引腳

1. 封裝信息

• 6 引腳 SC70 封裝：尺寸 2.2mm×2.5mm×1.1mm，引腳間距 0.65mm；結到環境熱阻 250°C/W，MSL 等級 1，支持 260°C 無限次回流焊，適合高密度 PCB 布局與自動化貼裝。

2. 關鍵引腳功能

• 電源與地：AVDD/VREF（1.8V~5.5V 供電，兼作參考電壓）、GND（地）；供電引腳需配置 0.1μF+10μF 去耦電容，就近布局以降低噪聲。
• 控制與接口：SYNC（幀同步輸入，低有效）、SCLK（串行時鐘輸入，最高 50MHz）、DIN（串行數據輸入，下降沿采樣）。
• 模擬輸出：VOUT（DAC 模擬輸出，軌到軌緩沖輸出）。

四、工作模式與核心功能

1. 核心工作模式

• 正常模式：接收 8 位數字輸入碼，通過電阻串架構轉換為模擬電壓輸出，輸出范圍 0V~AVDD，緩沖器全程工作，提供穩定驅動能力。
• 掉電模式：通過串行接口配置 PD1/PD0 位選擇三種模式，均關閉線性電路以降低功耗：
  • 模式 1（01b）：輸出通過 1kΩ 電阻接地；
  • 模式 2（10b）：輸出通過 100kΩ 電阻接地；
  • 模式 3（11b）：輸出高阻態，適合多器件共享負載場景。

2. 關鍵功能細節

• 串行通信：寫操作需拉低 SYNC 啟動，16 個 SCLK 周期后數據鎖存并更新輸出，SYNC 需拉高至少 20ns 后才能啟動下一次寫操作；若 SYNC 提前拉高（16 個 SCLK 前），則寫操作中斷，寄存器不更新。
• 擴展應用：支持單電源雙極性輸出（通過外部運放與電阻網絡實現 ±5V 輸出），可使用精密電壓基準（如 REF5050/REF3030）作為供電，提升輸出精度與穩定性。
• 噪聲性能：中刻度輸出時噪聲密度較低，0.1Hz~10Hz 低頻噪聲峰峰值僅 3μV，適合低噪聲模擬信號生成場景。

五、應用場景與設計支持

1. 典型應用

• 汽車電子：車載傳感器校準、電子控制單元（ECU）的模擬信號輸出、車內環境控制模塊。
• 便攜式設備：電池供電的測量儀器、手持終端的模擬量調節、低功耗傳感器驅動。
• 工業控制：過程控制中的設定值輸出、放大器增益 / 偏移數字校準、可編程電流源驅動執行器。

2. 設計資源

• 電源與去耦：推薦 AVDD 引腳配置 0.1μF 陶瓷電容 + 10μF 鉭電容去耦，電容就近布局并直接連接到 GND 引腳，避免電源噪聲耦合。
• 接口配置：支持與 8051、68HC11 等微控制器及 Microwire 兼容設備直接連接，注意數據位順序（DAC 要求 MSB 先傳）與時鐘極性匹配。
• 布局要點：模擬地與數字地共地于電源入口處，AVDD 走線遠離數字信號線；VOUT 輸出線盡量短，避免與高頻數字線平行，減少干擾。

六、可靠性與訂單信息

• 可靠性保障：ESD 防護等級符合工業標準，絕對最大額定值：供電電壓 –0.3V6V，輸入電壓 –0.3VAVDD+0.3V，結溫 150°C，滿足汽車電子與工業環境的嚴苛要求。
• 可訂購型號：提供符合 RoHS 標準的型號 DAC5311IDCKRQ1，采用卷盤包裝（3000 片 / 盤），引腳鍍層為 NIPDAU，封裝標記 OCZ，兼容自動化生產流程。