12 位 DAC61416、14 位 DAC71416 和 16 位 DAC81416 （DACx1416） 是引腳兼容的 16 通道緩沖高壓輸出數模轉換器 （DAC） 系列。DACx1416 包括一個低漂移、2.5V 內部基準電壓源，在大多數應用中無需外部精密基準電壓源。這些器件指定為單調，并提供 ±1LSB INL 的高線性度。
*附件：dac81416.pdf

用戶可選擇的輸出配置可實現 ±20V、±10V、±5V 或 ±2.5V 的滿量程雙極性輸出電壓，以及 40V、20V、10V 或 5V 的滿量程單極性輸出電壓。每個DAC通道的滿量程輸出范圍是可獨立編程的。集成的DAC輸出緩沖器吸收或拉高達25mA，從而限制了對額外運算放大器的需求。每對通道均可配置為提供帶失調校準的差分輸出。三個專用的 A-B 撥動引腳支持產生多達三個可能頻率的抖動信號。

DACx1416 集成了一個上電復位 （POR） 電路，該電路在上電時將 DAC 輸出接地。輸出保持此狀態(tài)，直到器件寄存器正確配置為工作。

與DACx1416的通信通過4線串行接口進行，支持1.7V至5.5V的工作電壓。

特性

• 性能
  • 指定單調，分辨率為 16 位
  • INL：16 位分辨率下最大 ±1 LSB
  • 星期二：FSR 最大值的 ±0.1%
• 集成 2.5V 精密內部基準電壓源
  • 初始精度：最大 ±2.5mV
  • 低漂移：5ppm/°C（典型值）
• 靈活的輸出配置
  • 輸出范圍：±2.5V、±5V、±10V、±20V 0V 至 5V、0V 至 10V、0V 至 20V 或 0V 至 40V
  • 差分輸出模式
• 高驅動能力：±25mA，電源軌為1.5V
• 三個專用的 A-B 撥動引腳，用于產生抖動信號
• 模擬溫度輸出
  • 傳感器增益為 –4mV/°C
• 50MHz SPI 兼容串行接口
  • 4線模式，1.7V至5.5V工作電壓
  • 菊花鏈作
  • CRC 錯誤檢查
• 溫度范圍：–40°C 至 +125°C
• 小包裝
  • 6mm × 6mm，40 引腳 VQFN

參數

方框圖

DACx1416 系列是德州儀器推出的 16 通道高壓輸出數模轉換器（DAC），核心優(yōu)勢為多通道集成、寬輸出電壓范圍、高分辨率與強驅動能力，集成精密內部參考源，支持靈活工作模式，適用于光模塊、半導體測試、數據采集等高壓多通道控制場景。

一、核心產品特性與參數

1. 分辨率與精度

• 系列包含三款型號：16 位（DAC81416）、14 位（DAC71416）、12 位（DAC61416），均保證單調性，積分非線性誤差（INL）最大 ±1 LSB（16 位非 40V/±2.5V 范圍），總未調整誤差（TUE）最大 ±0.1% FSR，精度表現優(yōu)異。
• 內置 2.5V 精密參考源，初始精度 ±2.5 mV，溫度漂移典型值 5 ppm/°C，支持外部參考輸入，適配不同精度需求。

2. 輸出與驅動能力

• 輸出電壓范圍靈活：單極性 05V/010V/020V/040V，雙極性 ±2.5V/±5V/±10V/±20V，支持通道成對配置為差分輸出模式，可補償直流偏移誤差（±0.2% FSR 調整窗口）。
• 驅動能力強：輸出緩沖器可源極 / 灌極 ±25 mA 電流，距電源軌 1.5V 時仍維持精度，直流輸出阻抗低至 0.05 Ω，負載調節(jié) 70 μV/mA，無需額外運放即可驅動多種負載。

3. 電源與環(huán)境

• 電源配置：數字 / 模擬電源（VDD/VAA）4.5V5.5V，IO 電源（VIO）1.7V5.5V，正輸出電源（VCC）9V41.5V，負輸出電源（VSS）-21.5V0V，無電源時序要求。
• 工作溫度范圍 - 40°C~+125°C，結溫最高 150°C，集成熱關斷保護（140°C 觸發(fā)）與模擬溫度傳感器（輸出斜率 - 4 mV/°C），環(huán)境適應性強。

4. 接口與速率

• 采用 4 線 SPI 兼容串行接口，支持 1.7V~5.5V 邏輯電平，最高時鐘頻率 50 MHz（VIO≥2.7V 時），支持菊花鏈、流模式與 CRC 錯誤校驗，通信可靠。
• 動態(tài)性能：建立時間 12 μs（±10V 范圍），壓擺率最高 4 V/μs，輸出噪聲密度 78 nV/√Hz（1 kHz 時），glitch 脈沖 4 nV?s，信號完整性佳。

二、關鍵功能與工作模式

1. 靈活工作模式

• 切換模式（Toggle Mode） ：通過 3 個 TOGGLE 引腳或軟件控制，每個通道可在兩個預設值間切換，支持抖動信號生成（最高三種頻率），適配周期性信號輸出場景（如 MZM 調制器偏置）。
• 同步 / 異步更新 ：支持單通道異步更新或多通道同步更新（通過 LDAC 引腳 / 寄存器觸發(fā)），廣播模式可通過單次寫入同步更新多個通道輸出（僅單端模式支持）。
• 掉電與復位 ：支持通道獨立掉電（輸出經 10 kΩ 電阻接地）與全局掉電，具備上電復位（POR）、硬件復位（RESET 引腳）、軟件復位功能，復位后輸出鉗位至地。

2. 輔助功能

• 集成模擬溫度傳感器（TEMPOUT 引腳），實時監(jiān)測器件結溫，配合熱關斷保護，提升系統(tǒng)可靠性。
• 支持通道間隔離：通道間 AC 串擾 4 nV?s，DC 串擾 0.25 LSB，數字饋通 1 nV?s，信號干擾小。

三、典型應用場景

1. 核心應用領域

• 光通信：馬赫 - 曾德爾調制器（MZM）偏置控制（適配 LiNbO?與 InP 類型調制器）、光模塊、長途 / 城域互聯設備。
• 測試與測量：半導體測試設備、實驗室儀器、數據采集（DAQ）系統(tǒng)。
• 工業(yè)電子：多通道高壓電源、精密伺服控制。

2. 典型應用電路

• MZM 調制器偏置電路 ：利用 16 通道差分輸出與切換模式，生成直流偏置與抖動信號（100 Hz~100 kHz），滿足 OIF 標準對 IQ 偏置與相位偏置的 6 對差分輸入需求，支持 ±18V 高壓與 25 mA 驅動電流，適配不同類型調制器。

四、封裝與訂購信息

1. 封裝規(guī)格

• 采用 6 mm×6 mm 40 引腳 VQFN 封裝，底部帶散熱焊盤，需通過多個過孔連接 PCB 接地平面以優(yōu)化散熱，滿足高壓大電流場景的熱管理需求。

2. 訂購型號

• 主要型號：DAC81416RHAR（2500 片 / 大卷帶）、DAC81416RHAT（250 片 / 小卷帶），DAC71416/DAC61416 型號規(guī)格一致，僅型號標識不同。
• 封裝特性：焊球材質為 NIPDAUAG，moisture sensitivity level（MSL）等級 3（260°C 峰值回流，168 小時存儲），符合 RoHS 標準，工作溫度 - 40°C~+125°C。

五、設計與使用建議

1. 電源與布局

• 各電源引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷去耦電容，VCC/VSS 額外配置 4.7 μF~10 μF 大容量電容，降低電源噪聲。
• 模擬信號與數字信號分開布線，數字信號需有完整參考平面，高頻信號（如 SCLK/SDI）需阻抗匹配，避免干擾。

2. 參考源與差分配置

• 內部參考使用時，REF 引腳需并聯 150 nF 濾波電容，REFCMP 與 REFGND 間并聯 330 pF 補償電容，保證參考穩(wěn)定性。
• 差分輸出模式下，成對通道需配置相同輸出范圍，調整偏移寄存器后需重新寫入通道數據。