電子發燒友網報道(文/李寧遠)如果工程師想在系統中添加簡單邏輯或可編程性,要將軟件寫入MCU中,這一過程往往比較復雜而且非常耗時,更不用說后續更新和鑒定軟件的其他工作量。而且想要對模擬輸出進行精確控制,就必須使用精密DAC,有些情況還需要結合使用分立模擬元件和MCU來組合控制DAC。
智能DAC正是為了解決此類場景中的復雜性,智能DAC 是可編程的精密DAC。借助智能DAC,工程師可以向模擬電路中添加簡單智能功能而無需MCU。有些智能DAC還會內置非易失性存儲器,由廠家編程,并且將可編程狀態機邏輯、ADC、DAC 和PWM發生器以及自定義波形發生器全部整合在一個器件中,大大減少設計中的工作量。
智能DAC智能在哪里?
當談到智能DAC時,我們都知道DAC是數模轉換器,有一個數字接口,主要是一個I2C或SPI。還有一個模擬輸出,在大多數情況下,它可以是電壓也可以是電流。現在,為了使這個DAC成為一個能類似完成MCU功能的智能器件,以便可以自主操作并在模擬設計中創造價值,智能DAC被添加了很多額外的功能,例如NVM、比較器、GPIO觸發器和PWM。
如智能DAC中內置的NVM,這項功能能讓智能DAC通過具有增加可編程電流限制的自主能力,同時還可以替換精密電阻器等。添加的GPIO控制能夠讓智能DAC可以在不使用I2C或SPI的情況下觸發輸出或更改輸出。因此,設計人員可以擺脫MCU,只需使用基于GPIO的觸發器進行控制,將其用作邏輯比較器或任何類型的可編程比較器。
而在VFB引腳中添加三角波形生成,或者通過設置VFB在某個電壓水平或某個感測電壓水平,就可以在傳感器中控制PWM本身的脈寬。相比使用最常見的計時器,使用智能DAC來實現PWM控制尺寸大大減小,頻率也更穩定。
智能DAC典型應用
在照明控制的電器中,通常需要簡單的感測控制反饋環路。電器中的照明控制便是一個很典型的智能DAC應用示例。當電器被打開時,照明控制燈打開,并且亮度更高。當停止使用之后,光強度便會在延遲一定時間后開始慢慢變暗。
此類簡單控制功能可以通過智能DAC高效實現,并且需要利用的資源比此前少得多,只需要通過重新編程NVM來構建模塊化系統并在各個電路板上進行亮度調整。智能DAC現在廣泛用于無MCU開/關的LED偏置、筆記本的淡入/淡出控件、恒溫器、可視門鈴和安防攝像頭等應用。
智能DAC集成的非易失性存儲器,允許設計人員在系統生產期間將寄存器設置存儲在存儲器中,以便進行上電操作,加之這些精密智能DAC基本都符合AEC-Q100,所以也非常適合在汽車照明中使用,如日間行車燈、 尾燈動畫、轉向燈等等。智能DAC也可提供基于GPIO觸發器的預先配置音頻警報。
此外,上面也提到使用智能DAC能夠生成基于模擬輸入或通用輸入的脈寬調制輸出。與MCU實現PWM方式不同的是,智能DAC不需要在MCU上進行調制,也不需要使用其他容易出現溫漂的分立式元件。可以說智能DAC提供了一種單芯片、低成本、易使用的解決方案。
智能DAC器件
TI的DAC新產品里包含了不少具有高級集成功能、可提高系統性能和控制功能的智能DAC,如DAC53202、DAC63202、DAC53002、DAC63002等等。DAC5320x和DAC6320x系列是具有I2C和SPI的電壓智能DAC,DAC5300x/DAC6300x系列則是具有I2C、SPI以及PWM的智能DAC。
DAC63002,TI
DAC5300x/DAC6300x系列支持高阻態斷電模式,并在斷電情況下支持高阻態輸出。這些器件的輸出能提供強制檢測選項,用作可編程比較器和電流阱。這類智能DAC既能實現偏置、校準也能實現波形生成,且無需處理器加持。
ADI雖然沒有智能DAC這種產品系列的說法,但是基于精密DAC的智能DAC應用也擁有不少產品組合,如用于電流環路控制、PWM生成等等。這些精密DAC產品系列在頻域和時域提供數字可編程波形序列,器件包含了嵌入式數字處理技術從而增強頻率控制,可以釋放重要的DSP以及MCU資源。
ADI
小結
借助智能DAC,設計人員可以簡單且方便地向模擬電路中添加簡單智能功能,而無需復雜的設計,大大減少設計中的工作量,這一器件填補了DAC電路、MCU電路以及使用精密電阻器等元件構建的離散型電路之間的差距。
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