在電子設計領域，數模轉換器（DAC）是連接數字世界和模擬世界的關鍵橋梁。今天，我們要深入探討一款性能卓越的8位四通道數模轉換器——DAC084S085，看看它在設計中能為我們帶來哪些驚喜。

文件下載：dac084s085.pdf

1. 產品概述

DAC084S085是一款功能齊全、通用的四通道8位電壓輸出數模轉換器。它的供電范圍非常寬，能在2.7V至5.5V的單電源下穩定工作，功耗也很低，3V時僅為1.1mW，5V時為2.5mW。其采用的10引腳SON和VSSOP封裝，讓它成為同類產品中體積最小的四通道DAC，在對空間要求較高的設計中具有明顯優勢。

2. 關鍵特性

2.1 低功耗運行

在如今追求節能的時代，低功耗是電子設備的重要指標。DAC084S085的低功耗特性使其非常適合用于電池供電的儀器設備，能有效延長設備的續航時間。

2.2 軌到軌電壓輸出

軌到軌輸出意味著輸出電壓范圍能接近電源電壓，這為設計提供了更寬的動態范圍，能滿足更多應用場景的需求。

2.3 上電復位至0V

上電復位功能確保設備在上電時輸出為0V，避免了不必要的電壓波動，提高了系統的穩定性和可靠性。

2.4 同步輸出更新

可同時更新四個通道的輸出，這在需要多通道同步控制的應用中非常實用，能保證各通道輸出的一致性。

2.5 寬電源范圍

2.7V至5.5V的寬電源范圍增加了設計的靈活性，能適配不同的電源系統。

2.6 小封裝尺寸

緊湊的封裝不僅節省了電路板空間，還方便進行高密度的集成設計。

2.7 掉電模式

掉電模式下功耗極低，能進一步降低系統的整體功耗，提高能源利用效率。

3. 技術規格

3.1 分辨率

8位的分辨率能提供256個離散的輸出電平，在大多數應用中能滿足對精度的要求。

3.2 積分非線性（INL）和微分非線性（DNL）

INL最大為±0.5 LSB，DNL最大為+0.18 / -0.13 LSB，保證了輸出的線性度，減少了誤差。

3.3 建立時間

最大建立時間為4.5μs，能快速響應輸入信號的變化，實現快速穩定的輸出。

3.4 零碼誤差和滿量程誤差

零碼誤差最大為+15mV，滿量程誤差最大為 -0.75 %FS，確保了輸出的準確性。

3.5 供電功耗

正常供電時，3V為1.1mW，5V為2.5mW；掉電模式下，3V為0.3μW，5V為0.8μW，功耗控制出色。

4. 引腳配置與功能

DAC084S085的引腳配置清晰合理，各引腳功能明確。例如，VA為電源輸入引腳，需要與地進行去耦；VREFIN為模擬輸入引腳，是所有通道共享的參考電壓，同樣需要與地去耦；DIN為串行數據輸入引腳，數據在SCLK的下降沿被時鐘輸入到16位移位寄存器中。了解這些引腳功能對于正確使用DAC084S085至關重要。

5. 詳細工作原理

5.1 DAC部分

DAC084S085采用CMOS工藝制造，其架構由開關和電阻串組成，后面跟著輸出緩沖器。參考電壓從VREFIN引腳外部施加，為四個DAC通道共享。輸入編碼為直二進制，理想輸出電壓由公式 $V{OUTA,B,C,D }=V{REFIN } x(D / 256)$ 確定，這種配置確保了DAC的單調性。

5.2 輸出放大器

輸出放大器為軌到軌類型，當參考電壓為VA時，輸出電壓范圍為0V至VA。不過，當輸出接近電源軌時，放大器的線性度會有所損失，因此線性度通常在小于DAC全輸出范圍的區間內進行規定。該放大器能夠驅動2kΩ與1500pF并聯到地或VA的負載。

5.3 參考電壓

DAC084S085使用單個外部參考電壓，供四個通道共享。參考引腳VREFIN無緩沖，輸入阻抗為30kΩ，建議使用低輸出阻抗的電壓源驅動，參考電壓范圍為1V至VA，以提供最大的輸出動態范圍。

5.4 上電復位

上電復位電路在設備上電時控制四個DAC的輸出電壓，使輸出初始化為0V，并保持該狀態直到有有效的寫入操作。

6. 設備功能模式

6.1 掉電模式

DAC084S085有四種掉電模式，其中兩種相同。在掉電模式下，電源電流大幅下降，3V時為20μA，5V時為30μA。通過設置OP1和OP0為11可進入掉電模式，同時可通過地址位A1和A0選擇不同的輸出端接方式，如高阻態或接不同阻值的電阻到地。

7. 編程方法

7.1 串行接口

采用三線串行接口，兼容SPI、QSPI、MICROWIRE和大多數DSP，時鐘速率最高可達40MHz。寫入序列從SYNC線拉低開始，數據在SCLK的下降沿被時鐘輸入到16位串行輸入寄存器中，在第16個下降沿執行編程功能。

7.2 輸入移位寄存器

輸入移位寄存器為16位，前兩位為地址位，用于選擇DAC通道；接著兩位為操作模式位，確定寫入方式和是否更新輸出；最后十二位為數據位，數據格式為直二進制。

7.3 與不同處理器的接口

與ADSP - 2101、ADSP2103、80C51、80L51、68HC11等處理器的接口都有詳細的配置方法和示例，方便工程師進行設計。

8. 應用與實現

8.1 雙極性操作

雖然DAC084S085設計為單電源供電，輸出為單極性，但通過特定電路可實現雙極性輸出，輸出電壓范圍可達±5V，文中還給出了適用的軌到軌放大器列表。

8.2 典型應用

在驅動ADC參考電壓的應用中，DAC084S085的通道A為橋傳感器提供驅動電壓，通道B為ADC提供參考電壓，這種配置采用了比例式設計，能有效減少電源波動對ADC輸出的影響。

9. 電源供應建議

由于DAC084S085從參考輸入到輸出的電源抑制比幾乎為零，因此需要為VREFIN提供無噪聲的電源。可使用參考源或低噪聲調節器作為電源，文中推薦了LM4130、LM4050、LP3985和LP2980等參考和電源選項，并給出了相應的使用方法和注意事項。

10. 布局要點

為了實現最佳的精度和最小的噪聲，PCB布局需要將模擬和數字區域分開，使用單一的接地平面，并對電源進行去耦處理。避免模擬和數字信號交叉，控制時鐘和數據線的阻抗。文中還給出了典型的布局示例。

總結

DAC084S085憑借其低功耗、寬電源范圍、小封裝尺寸和高性能等特點，在電池供電儀器、可編程電壓和電流源等領域具有廣泛的應用前景。作為電子工程師，在設計中合理使用這款DAC，能為產品帶來更好的性能和競爭力。大家在實際應用中是否遇到過類似DAC的使用問題呢？歡迎在評論區分享交流。