該DAC5681為16位1.0 GSPS數(shù)字轉(zhuǎn)模擬轉(zhuǎn)換器（DAC），支持寬帶LVDS 數(shù)據(jù)輸入和內(nèi)部電壓參考。DAC5681提供了更優(yōu)越的線性和噪聲性能。

該DAC5681集成了帶片上終端的寬帶LVDS端口，提供完整的1.0 GSPS數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻AC，電干擾比傳統(tǒng)CMOS數(shù)據(jù)接口更低。一個芯片 延遲鎖環(huán)（DLL）通過為LVDS輸入數(shù)據(jù)提供偏斜控制，簡化了LVDS的接口 時鐘。
*附件：dac5681.pdf

DAC5681的電流引導架構(gòu)由分段電流陣列組成 下沉開關(guān)可將最高20mA的全功率電流導向互補輸出節(jié)點。一 精確的片上電壓參考是溫度補償?shù)模⑻峁┓€(wěn)定的1.2伏參考 電壓。可選地，也可以使用外部參考。

該DAC5681適用于工業(yè)溫度范圍——-40°C至85°C，并采用64針QFN封裝。該設(shè)備可通過引腳升級到家族的其他成員：DAC5681Z和DAC5682Z。單通道DAC5681Z和雙通道DAC5682Z都提供可選的2倍/4倍插值和時鐘倍增PLL。

特性

• 16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）
• 1.0 GSPS更新速率
• 16位寬帶輸入LVDS數(shù)據(jù)總線
  • 8 樣本輸入FIFO
  • 片上延遲鎖環(huán)
• 高性能
  • 73 dBc ACLR WCDMA TM1，頻率為180 MHz
• 芯片1.2V參考
• 差分可擴展輸出：2至20毫安
• 封裝：64針9針 × 9毫米QFN

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品核心概述

DAC5681 是德州儀器推出的高性能高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，核心優(yōu)勢為超高更新率、寬頻帶輸出與高線性度。產(chǎn)品分辨率 16 位，最高更新率 1GSPS，工作溫度范圍 -40°C~85°C，采用 64 引腳 QFN 封裝（9mm×9mm），支持多電源供電（1.8V/3.3V），集成 LVDS 高速輸入接口、片上 1.2V 參考電壓、延遲鎖定環(huán)（DLL）及 8 級輸入 FIFO，專為蜂窩基站、寬帶無線接入、雷達系統(tǒng)、測試儀器等對帶寬和線性度要求嚴苛的高速信號生成場景設(shè)計。

二、關(guān)鍵特性與規(guī)格

1. 核心性能參數(shù)

• 分辨率與線性度 ：16 位無丟失碼，積分非線性（INL）±4LSB，微分非線性（DNL）±2LSB；增益誤差 ±1% FSR（外部參考）/±0.7% FSR（內(nèi)部參考），偏移誤差 0.01% FSR，增益溫漂 ±15~30ppm/°C，參考電壓溫漂 ±8ppm/°C。
• 動態(tài)性能：180MHz 單載波 WCDMA 信號的鄰道泄漏比（ACLR）73dBc；1GSPS 時 SFDR 典型 80dBc（5.1MHz 輸入），SNR 60dBc（180MHz 輸入）；三階互調(diào)失真（IMD3）88dBc（20.1/21.1MHz 雙音），輸出帶寬支持多奈奎斯特 zones。
• 輸入與輸出：16 位 LVDS 差分輸入（DDR 模式），內(nèi)置 100Ω 終端電阻；差分電流輸出，滿量程電流 2~20mA 可調(diào)；輸出阻抗 300kΩ，輸出電容 5pF，輸出擺幅適配 AVDD±0.5V 合規(guī)電壓。
• 功耗與延遲：典型功耗 605mW（1GSPS），睡眠模式僅 2030mW；輸出建立時間 10.4ns（0.1% 精度），上升 / 下降時間 220ps；數(shù)字延遲 76 個 DAC 時鐘周期，啟動時間 880μs（取決于濾波器配置）。

2. 核心功能

• 高速數(shù)據(jù)接口：16 位 LVDS 輸入總線支持 DDR 數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)率達 1GSPS，內(nèi)置 DLL 實現(xiàn)輸入時鐘與數(shù)據(jù)的 skew 校準，適配 125~500MHz 輸入時鐘頻率，降低時序設(shè)計難度。
• 靈活輸出配置：通過外部電阻（BIASJ 引腳）可調(diào)節(jié)滿量程輸出電流（2~20mA），4 位數(shù)字增益控制（CONFIG7 寄存器）支持 16 級增益微調(diào)；差分輸出架構(gòu)抑制偶次諧波與共模噪聲，適配 50Ω 負載（需變壓器匹配）。
• 片上輔助功能：集成 1.2V 溫度補償參考電壓（支持外部參考替代），8 級輸入 FIFO 緩沖減少數(shù)據(jù)丟失；內(nèi)置數(shù)字自測試模式（SLFTST），支持板級功能驗證無需外部測試圖案。
• 多設(shè)備同步：支持多 DAC 時鐘分頻器與 FIFO 指針同步，通過 SYNCP/N 引腳可實現(xiàn)多芯片輸出同步，同步精度達 ±1 個 DAC 時鐘周期。

三、封裝與引腳

1. 封裝信息

• 64 引腳 QFN 封裝：外露熱焊盤（7.4mm×7.4mm）需接地以優(yōu)化散熱；結(jié)到環(huán)境熱阻 20°C/W（無風）/16°C/W（150LFM 氣流），MSL 等級 3，支持 260°C 回流焊，符合 RoHS 標準。

2. 關(guān)鍵引腳功能

• 電源與地：CLKVDD（1.8V，時鐘緩沖供電）、DVDD/VFUSE（1.8V，數(shù)字供電）、AVDD/IOVDD（3.3V，模擬 / IO 供電），對應地引腳 GND（熱焊盤與引腳共地），需就近并聯(lián) 0.1μF 去耦電容。
• 輸入與控制：D [15:0] P/N（16 位 LVDS 數(shù)據(jù)輸入）、DCLKP/N（LVDS 輸入時鐘）、SYNCP/N（同步 / 使能輸入）；CLKIN/CLKINC（外部時鐘輸入）、RESETB（復位）、SPI 接口（SCLK/SDENB/SDIO/SDO，配置寄存器）。
• 輸出與參考：IOUTA1/IOUTA2（差分電流輸出）、BIASJ（滿量程電流編程，外接 960Ω 電阻對應 20mA 輸出）；EXTIO（內(nèi)部參考輸出 / 外部參考輸入）、EXTLO（參考選擇：接地選內(nèi)部，接 AVDD 選外部）。

四、工作模式與核心功能

1. 核心工作模式

• 數(shù)據(jù)輸入模式：LVDS 接口支持 DDR 數(shù)據(jù)傳輸，每時鐘周期傳輸 2 個數(shù)據(jù)樣本，內(nèi)置 DLL 自動校準時鐘與數(shù)據(jù)的時序 skew，適配 250~1000MSPS 數(shù)據(jù)率；8 級 FIFO 緩沖吸收輸入數(shù)據(jù)抖動，降低源端時序要求。
• 輸出模式：差分電流輸出，通過變壓器匹配可驅(qū)動 50Ω 負載；支持單端或差分電壓輸出配置，1:1 變壓器對應 0.5Vpp 輸出，4:1 變壓器對應 1Vpp 輸出，適配不同功率需求。
• 低功耗模式：支持睡眠模式，關(guān)閉 DAC 核心與 DLL 后功耗降至 20~30mW；偏置電路集成低通濾波器，可通過寄存器選擇 95kHz 或 472kHz 截止頻率，平衡功耗與響應速度。

2. 關(guān)鍵功能

• DLL 時序校準：片上 DLL 自動調(diào)整 LVDS 輸入時鐘與數(shù)據(jù)的相位關(guān)系，支持 125~500MHz 輸入時鐘頻率，可通過寄存器微調(diào)延遲（50°~125°），確保高速傳輸時的時序裕量。
• 寄存器配置：通過 3 線 / 4 線 SPI 接口訪問 16 個配置寄存器，支持數(shù)據(jù)格式（二進制補碼 / 偏移二進制）、增益、偏移、FIFO 偏移、DLL 模式等參數(shù)配置，適配不同系統(tǒng)需求。
• 自測試與診斷：內(nèi)置數(shù)字自測試模式，通過 LFSR 生成測試圖案并校驗，無需外部數(shù)據(jù)即可驗證數(shù)字信號鏈完整性；STATUS 寄存器實時反饋 DLL 鎖定狀態(tài)、FIFO 錯誤、測試結(jié)果等。

五、應用場景與設(shè)計支持

1. 典型應用

• 通信系統(tǒng)：蜂窩基站（4G/5G）、WiMAX 基站、電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)（CMTS）的信號生成。
• 測試與國防：雷達系統(tǒng)、電子戰(zhàn)設(shè)備、高速任意波形發(fā)生器、射頻測試儀器。
• 寬帶接入：固定無線回程、視頻點播（VOD）傳輸系統(tǒng)的 QAM 信號調(diào)制。

2. 設(shè)計資源

• 電源與去耦：模擬電源（AVDD）與數(shù)字電源（DVDD）分開布線，每個電源引腳就近放置 0.1μF 多層陶瓷電容；熱焊盤必須接地，確保散熱與電氣性能。
• 布局要點：LVDS 輸入走線需等長、差分阻抗控制 100Ω，遠離模擬輸出路徑；CLKIN/CLKINC 時鐘走線需短且隔離，推薦差分驅(qū)動以降低抖動；輸出變壓器中心抽頭接 AVDD，確保直流偏置。
• 輸入驅(qū)動：LVDS 輸入可由 FPGA/ASIC 的 SERDES 模塊驅(qū)動，推薦使用 TI CDCM7005 時鐘分配芯片提供相位對齊的時鐘；數(shù)據(jù)格式默認二進制補碼，可通過寄存器切換為偏移二進制。
• 同步設(shè)計：多 DAC 同步需先同步時鐘分頻器，再同步 FIFO 指針，通過 SYNCP/N 引腳同時觸發(fā)；推薦使用相同型號時鐘源，確保多通道相位一致性。

六、可靠性與訂單信息

• 可靠性保障：絕對最大額定值：電源電壓 1.71V3.6V，引腳電壓 -0.5VAVDD+0.5V，結(jié)溫 125°C；ESD 防護等級 2500V（人體模型），符合工業(yè)級可靠性標準。
• 可訂購型號：DAC5681IRGCR（卷盤 2000 片）、DAC5681IRGCT（小卷盤 250 片），引腳鍍層 NIPDAU，支持無鉛焊接，適配批量生產(chǎn)與原型開發(fā)。