DAC的智能化发展

电子发烧友网报道（文/李宁远）如果工程师想在系统中添加简单逻辑或可编程性，要将软件写入MCU中，这一过程往往比较复杂而且非常耗时，更不用说后续更新和鉴定软件的其他工作量。而且想要对模拟输出进行精确控制，就必须使用精密DAC，有些情况还需要结合使用分立模拟元件和MCU来组合控制DAC。
 
智能DAC正是为了解决此类场景中的复杂性，智能DAC 是可编程的精密DAC。借助智能DAC，工程师可以向模拟电路中添加简单智能功能而无需MCU。有些智能DAC还会内置非易失性存储器，由厂家编程，并且将可编程状态机逻辑、ADC、DAC 和PWM发生器以及自定义波形发生器全部整合在一个器件中，大大减少设计中的工作量。
 
智能DAC智能在哪里？
 
当谈到智能DAC时，我们都知道DAC是数模转换器，有一个数字接口，主要是一个I2C或SPI。还有一个模拟输出，在大多数情况下，它可以是电压也可以是电流。现在，为了使这个DAC成为一个能类似完成MCU功能的智能器件，以便可以自主操作并在模拟设计中创造价值，智能DAC被添加了很多额外的功能，例如NVM、比较器、GPIO触发器和PWM。
 
如智能DAC中内置的NVM，这项功能能让智能DAC通过具有增加可编程电流限制的自主能力，同时还可以替换精密电阻器等。添加的GPIO控制能够让智能DAC可以在不使用I2C或SPI的情况下触发输出或更改输出。因此，设计人员可以摆脱MCU，只需使用基于GPIO的触发器进行控制，将其用作逻辑比较器或任何类型的可编程比较器。
 
而在VFB引脚中添加三角波形生成，或者通过设置VFB在某个电压水平或某个感测电压水平，就可以在传感器中控制PWM本身的脉宽。相比使用最常见的计时器，使用智能DAC来实现PWM控制尺寸大大减小，频率也更稳定。
 
智能DAC典型应用
 
在照明控制的电器中，通常需要简单的感测控制反馈环路。电器中的照明控制便是一个很典型的智能DAC应用示例。当电器被打开时，照明控制灯打开，并且亮度更高。当停止使用之后，光强度便会在延迟一定时间后开始慢慢变暗。
 
此类简单控制功能可以通过智能DAC高效实现，并且需要利用的资源比此前少得多，只需要通过重新编程NVM来构建模块化系统并在各个电路板上进行亮度调整。智能DAC现在广泛用于无MCU开/关的LED偏置、笔记本的淡入/淡出控件、恒温器、可视门铃和安防摄像头等应用。
 
智能DAC集成的非易失性存储器，允许设计人员在系统生产期间将寄存器设置存储在存储器中，以便进行上电操作，加之这些精密智能DAC基本都符合AEC-Q100，所以也非常适合在汽车照明中使用，如日间行车灯、 尾灯动画、转向灯等等。智能DAC也可提供基于GPIO触发器的预先配置音频警报。
 
此外，上面也提到使用智能DAC能够生成基于模拟输入或通用输入的脉宽调制输出。与MCU实现PWM方式不同的是，智能DAC不需要在MCU上进行调制，也不需要使用其他容易出现温漂的分立式元件。可以说智能DAC提供了一种单芯片、低成本、易使用的解决方案。
 
智能DAC器件
 
TI的DAC新产品里包含了不少具有高级集成功能、可提高系统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的电压智能DAC，DAC5300x/DAC6300x系列则是具有I2C、SPI以及PWM的智能DAC。
 

DAC63002，TI

 
DAC5300x/DAC6300x系列支持高阻态断电模式，并在断电情况下支持高阻态输出。这些器件的输出能提供强制检测选项，用作可编程比较器和电流阱。这类智能DAC既能实现偏置、校准也能实现波形生成，且无需处理器加持。
 
ADI虽然没有智能DAC这种产品系列的说法，但是基于精密DAC的智能DAC应用也拥有不少产品组合，如用于电流环路控制、PWM生成等等。这些精密DAC产品系列在频域和时域提供数字可编程波形序列，器件包含了嵌入式数字处理技术从而增强频率控制，可以释放重要的DSP以及MCU资源。
 

ADI

 
小结
 
借助智能DAC，设计人员可以简单且方便地向模拟电路中添加简单智能功能，而无需复杂的设计，大大减少设计中的工作量，这一器件填补了DAC电路、MCU电路以及使用精密电阻器等元件构建的离散型电路之间的差距。