多功能 DAC 提供高精密度並簡化整合

數位類比轉換器 (DAC) 很少在電子應用中佔核心地位，但在控制馬達、感測器、音訊系統、儀表、工業製程中扮演重要角色，將數位訊號轉換為精準的類比電壓或電流。如果沒有高品質的 DAC，即使是最先進的數位邏輯，也無法產生可靠的類比輸出，導致系統效能受限。

從可攜式儀器到製程控制和嵌入式工業系統等無數應用上，DAC 的效能會直接影響系統的解析度、準確度、功率效率、訊號完整性。

選擇合適的 DAC 並非只需要互相比較。DAC 是主動精密元件，會與類比電路、微控制器、電源供應器進行互動。正確的選擇可提高可靠性、加速上市，並且激發創新應用。

若在開發或產品更新階段轉換至新的 DAC，可能會對整個設計週期產生不良的連鎖反應：可能會需要調整 PCB 佈局、更新韌體和類比電路；此外，應用可能還需要重新校準趨穩時間、輸出阻抗、參考電壓特性等。這些更新將會非常耗時、昂貴，並且會有風險，尤其是受監管或高精密度的應用。

多功能解決方案

3PEAK 的 TPC116S1-VR (圖 1) 可解決這些設計問題。這是一款單通道、16 位元 DAC，提供一種多功能解決方案，可簡化整合並激發各種系統的創新。其引腳和軟體與現今最常見的一些 DAC 相容，因此容易整合至既有設計，可減少開發時間和成本。

圖 1：TPC116S1-VR 及其變款，採用緊湊型 8 引腳 MSOP 封裝。(圖片來源：3PEAK)

TPC116S1 可讓高精密度 DAC 輸出用於廣泛的設計，從簡單的物聯網節點到先進的工業控制。此單通道 DAC 具有低系統功耗，並提供緩衝軌對軌電壓輸出，可在整個電源範圍內提供平滑、精準且可預測的類比訊號。

3PEAK DAC 可在廣泛的應用中提供可靠、精準的類比輸出：

• 工廠自動化的伺服機控制和閥門調節
• 醫療設備的超音波波形產生和輸液幫浦
• 物聯網裝置的感測器校準、平滑 LED 控制、觸覺
• 汽車系統的電池平衡和馬達致動

3-wire 序列介面

3PEAK DAC 的參考輸入電阻較高，因此不會從參考電壓消耗太多電流，且其保證單調特性可確保在數位輸入變化時達到平滑、可預測的類比輸出。其 3-wire 序列介面支援 SPI、QSPI、MICROWIRE、DSP 協定，速度高達 30 MHz，因此可輕鬆整合到各種系統中。

TPC116S1 包含一個開機重置 (POR) 電路，可確保 DAC 輸出從 0 V 啟動，並且在出現第一個有效數位輸入前都保持在此狀態。此外，還具有省電模式，可將 5 V 時的電流消耗降至僅 400 nA，並允許在此模式下由軟體選擇輸出負載。在正常運作下，此元件在 5 V 時消耗 0.45 mW。

TPC116S1 包含一個分段電阻串 DAC (用於精準類比輸出)、一個移位暫存器、一個 DAC 暫存器 (用於管理傳入的數位資料)。控制邏輯協調這些功能，確保資料載入在時脈 (SCLK) 的負緣為 MSB 優先，進而保證對類比訊號的更新精準且可預測。

12 位元和 14 位元選項

除了 16 位元 TPC116S1 之外，3PEAK 還提供 12 位元 TPC112S1-VR 和 14 位元 TPC114S1-VR 引腳和軟體相容的版本。這為設計人員提供靈活性，可以根據其應用選擇適當的解析度，平衡精密度、功耗、系統複雜性。

所有三個版本均採用 8 引腳 MSOP 封裝，設計的工作溫度範圍介於 -40°C 至 +125°C。TPC11xS1 系列的封裝和溫度額定值使其適合用於工業、汽車，以及其他在寬廣溫度範圍內重視可靠性的環境。

結論

DAC 是數位控制和類比世界之間的關鍵連結，會影響準確度、功率效率、整體系統效能。3PEAK 的 TPC116S1 為產品設計人員提供可靠、多功能的解決方案，可簡化整合並促成各種系統的創新。提供 12 位元、14 位元、16 位元選項，工程師可以針對各個應用最佳化解析度、降低開發風險，並且加速產品上市。