在本文中，我們將討論智能DAC如何通過(guò)器件的反饋引腳產(chǎn)生直接由模擬信號控制的脈寬調制(PWM)信號。本示例中使用的DAC53701采用非易失性存儲器(NVM)，后者經(jīng)過(guò)初步編程，即使在下電上電后，也可以存儲所有寄存器配置。

 

 對于汽車(chē)照明和工業(yè)應用中的遠程控制和故障管理，可以將智能DAC用作PWM發(fā)生器，以提供可配置的模擬至PWM轉換、占空比轉換以及通用輸入(GPI)至PWM轉換，與同類(lèi)競爭解決方案相比成本更低且性能更高。讓我們從簡(jiǎn)單的PWM生成開(kāi)始，詳細了解各個(gè)方面。

 

PWM函數生成

 

與微控制器(MCU)或基于計時(shí)器的解決方案不同，智能DAC具有連續波形生成(CWG)模式，可實(shí)現簡(jiǎn)單的PWM生成。函數發(fā)生器能夠輸出三角波、具有上升或下降斜率的鋸齒波以及方波。您可以使用配置寄存器來(lái)自定義波形的壓擺率和高低電壓電平。函數發(fā)生器可以創(chuàng )建具有有限數量的可調頻率且占空比為50%的方波。

 

模擬至PWM轉換

 

對于諸如溫度至PWM的應用，智能DAC可通過(guò)將鋸齒波或三角波發(fā)送至內部輸出緩沖器的一個(gè)輸入端，并將閾值電壓發(fā)送至另一個(gè)輸入端，來(lái)實(shí)現模擬至PWM轉換輸出。DAC53701反饋引腳會(huì )提供內部輸出緩沖器的輸出和反相輸入之間的反饋路徑，從而將該緩沖器用作比較器。在圖1所示的示例中，電阻分壓器產(chǎn)生的模擬輸入電壓(VFB)被應用于反饋引腳。通過(guò)將DAC53701生成的三角波形與VFB進(jìn)行比較，可生成方波。使用負溫度系數電阻器代替電阻梯中的某個(gè)電阻會(huì )產(chǎn)生可變占空比。

 

圖1：模擬至PWM轉換電路和仿真

 

公式1和2會(huì )計算輸入波形的頻率設置以產(chǎn)生PWM。這些公式中的寄存器會(huì )編程為智能DAC。

 

 

高裕度是波形的高壓電平，低裕度是波形的低壓電平。PWM輸出的占空比與施加在反饋引腳上的高裕度、低裕度和VFB相關(guān)，如公式3所示：

 

 

GPI至PWM轉換

 

在基于GPI的LED汽車(chē)尾燈調光中，智能DAC通過(guò)擴展反饋電阻分壓器網(wǎng)絡(luò )來(lái)提供額外的數字接口，如圖2所示。在圖1所示的DAC53701反饋網(wǎng)絡(luò )中增加兩個(gè)電阻器會(huì )創(chuàng )建兩個(gè)新的GPI引腳。反饋引腳上的電壓根據GPI1和GPI2的電平而變化。

 

如前一節所述，反饋引腳上的電壓，以及CWG產(chǎn)生的三角波形或鋸齒波形的高裕度和低裕度電壓，決定了PWM輸出的占空比。GPI0可通過(guò)對DAC53701加電和斷電來(lái)為系統提供打開(kāi)和關(guān)閉功能，或者為CWG提供啟停功能。

 

圖2：GPI至PWM轉換電路和仿真

 

555定時(shí)器替代產(chǎn)品

 

智能DAC的PWM占空比通過(guò)更改三角波或鋸齒波高裕度和低裕度電壓來(lái)控制，而頻率是通過(guò)設置DAC的壓擺率來(lái)控制。這些可編程設置消除了對其他計時(shí)電路（例如555計時(shí)器）的需求。將555計時(shí)器替換為智能DAC有諸多優(yōu)勢。典型的555計時(shí)器尺寸為9mm x 6mm，需要通過(guò)外部元件來(lái)設置其工作頻率。智能DAC采用2mm x 2mm Quad Flat No-Lead封裝，所需的外部元件更少，并且其頻率不受任何易溫移的外部元件控制。

 

PWM占空比轉換

 

當您需要調整PWM占空比以匹配系統中各種器件的輸入范圍時(shí)，智能DAC可以轉換輸入PWM信號的占空比。在PWM輸入信號上添加一個(gè)電阻電容(RC)濾波器會(huì )將其轉換為模擬電壓，適用于智能DAC的反饋引腳。大多數情況下，您需要對PWM輸入信號進(jìn)行反相，因為RC濾波器將為較大的占空比提供較大的模擬電壓。DAC53701反饋引腳上的較大模擬電壓將產(chǎn)生占空比較小的輸出波。

 

在對輸入PWM進(jìn)行反相輸入并添加RC濾波器之后，可以通過(guò)以下方法改變輸出的占空比：使用電阻分壓器對RC濾波器的輸出進(jìn)行分頻，或根據公式3調整來(lái)自DAC53701 CWG的三角波或鋸齒波的高裕度和低裕度值。使用圖3的原理圖和仿真顯示了輸入PWM波形的反相和濾波，以及使用DAC53701的占空比轉換。

 

圖3：PWM占空比轉換電路和仿真

 

結束語(yǔ)

 

智能DAC非常適合大多數需要產(chǎn)生PWM的設計或子系統，并提供對內部元件的訪(fǎng)問(wèn)以及存儲和可編程性。智能DAC可以幫助利用多個(gè)輸入，并將溫度、電阻或GPI輸入轉換為準確且可控的PWM信號。

 

 

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