該 DAC5311 是一款 8 位、低功耗、單通道輸出、輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。它設(shè)計上是單調(diào)的，提供優(yōu)異的線性，最大限度地減少不必要的碼間瞬態(tài)電壓，同時在兼容引腳的引腳族群內(nèi)提供便捷的升級路徑。該設(shè)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(shù)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(shè)定輸出范圍。設(shè)備內(nèi)置了開機復(fù)位（POR）電路，確保DAC輸出在0 V時通電，并保持該狀態(tài)直到對設(shè)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(shè)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(shè)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(nèi)提供了靈活的解決方案。

特性

• 符合汽車應(yīng)用資格
• 相對精度：0.25 上位內(nèi)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(shù)據(jù)格式
• 低功耗串行接口，施密特觸發(fā)輸入：
  最高50 MHz
• 片上輸出緩沖放大器，軌對軌作
• 同步中斷設(shè)施
• 微型6針SC70封裝
• 應(yīng)用
  • 便攜式電池供電儀器
  • 過程控制
  • 數(shù)字增益與偏移調(diào)整
  • 可編程電壓和電流源

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品核心概述

DAC5311-Q1 是德州儀器推出的 8 位單通道低功耗數(shù)模轉(zhuǎn)換器，核心優(yōu)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(shè)備、過程控制、數(shù)字增益 / 偏移調(diào)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(fù)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(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 ：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(diào)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(qū)動 2kΩ 電阻并聯(lián) 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(shù)字饋通 0.5 nV?s，電源上電 glitch 典型值 17 mV（5V 時）。
• 動態(tài)性能 ：信噪比（SNR）81 dB，總諧波失真（THD）–65 dB，無雜散動態(tài)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(nèi)噪聲峰峰值 3 μV，動態(tài)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(tài)），掉電模式可通過串行接口編程配置，寄存器內(nèi)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(shù)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(qū)動中等負載。
• 上電復(fù)位：內(nèi)置上電復(fù)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(shù)據(jù)位，后 6 位為無關(guān)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(jié)到環(huán)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(guān)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(shù)據(jù)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(shù)字輸入碼，通過電阻串架構(gòu)轉(zhuǎn)換為模擬電壓輸出，輸出范圍 0V~AVDD，緩沖器全程工作，提供穩(wěn)定驅(qū)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(guān)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(tài)，適合多器件共享負載場景。

2. 關(guān)鍵功能細節(jié)

• 串行通信：寫操作需拉低 SYNC 啟動，16 個 SCLK 周期后數(shù)據(jù)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(yīng)用：支持單電源雙極性輸出（通過外部運放與電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn) ±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(wěn)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(yīng)用場景與設(shè)計支持

1. 典型應(yīng)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(nèi)環(huán)境控制模塊。
• 便攜式設(shè)備：電池供電的測量儀器、手持終端的模擬量調(diào)節(jié)、低功耗傳感器驅(qū)動。
• 工業(yè)控制：過程控制中的設(shè)定值輸出、放大器增益 / 偏移數(shù)字校準、可編程電流源驅(qū)動執(zhí)行器。

2. 設(shè)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(shè)備直接連接，注意數(shù)據(jù)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(shù)字地共地于電源入口處，AVDD 走線遠離數(shù)字信號線；VOUT 輸出線盡量短，避免與高頻數(shù)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(yè)標準，絕對最大額定值：供電電壓 –0.3V6V，輸入電壓 –0.3VAVDD+0.3V，結(jié)溫 150°C，滿足汽車電子與工業(yè)環(huán)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(chǎn)流程。