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

 

 對於汽車照明和工業應用中的遠程控製和故障管理


，可以將智能DAC用作PWM發生器，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，與同類競爭解決方案相比成本更低且性能更高。讓我們從簡單的PWM生成開始，詳細了解各個方麵。

 

PWM函數生成

 

與微控製器(MCU)或基於計時器的解決方案不同
，智能DAC具有連續波形生成(CWG)模式
，可實現簡單的PWM生成。函數發生器能夠輸出三角波
、具(ju)有(you)上(shang)升(sheng)或(huo)下(xia)降(jiang)斜(xie)率(lv)的(de)鋸(ju)齒(chi)波(bo)以(yi)及(ji)方(fang)波(bo)。您(nin)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)配(pei)置(zhi)寄(ji)存(cun)器(qi)來(lai)自(zi)定(ding)義(yi)波(bo)形(xing)的(de)壓(ya)擺(bai)率(lv)和(he)高(gao)低(di)電(dian)壓(ya)電(dian)平(ping)。函(han)數(shu)發(fa)生(sheng)器(qi)可(ke)以(yi)創(chuang)建(jian)具(ju)有(you)有(you)限(xian)數(shu)量(liang)的(de)可(ke)調(tiao)頻(pin)率(lv)且(qie)占(zhan)空(kong)比(bi)為(wei)50%的方波。

 

模擬至PWM轉換

 

對於諸如溫度至PWM的應用
，智能DAC可通過將鋸齒波或三角波發送至內部輸出緩衝器的一個輸入端，並將閾值電壓發送至另一個輸入端
，來實現模擬至PWM轉換輸出。DAC53701反饋引腳會提供內部輸出緩衝器的輸出和反相輸入之間的反饋路徑，從而將該緩衝器用作比較器。在圖1所示的示例中，電阻分壓器產生的模擬輸入電壓(VFB)被應用於反饋引腳。通過將DAC53701生成的三角波形與VFB進行比較，可生成方波。使用負溫度係數電阻器代替電阻梯中的某個電阻會產生可變占空比。

 

圖1：模擬至PWM轉換電路和仿真

 

公式1和2會計算輸入波形的頻率設置以產生PWM。這些公式中的寄存器會編程為智能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，如公式3所示：

 

 

GPI至PWM轉換

 

在基於GPI的LED汽車尾燈調光中，智能DAC通過擴展反饋電阻分壓器網絡來提供額外的數字接口，如圖2所示。在圖1所示的DAC53701反饋網絡中增加兩個電阻器會創建兩個新的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可通過對DAC53701加電和斷電來為係統提供打開和關閉功能，或者為CWG提供啟停功能。

 

圖2：GPI至PWM轉換電路和仿真

 

555定時器替代產品

 

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

 

PWM占空比轉換

 

當您需要調整PWM占空比以匹配係統中各種器件的輸入範圍時，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電阻電容(RC)濾波器會將其轉換為模擬電壓
，適用於智能DAC的反饋引腳。大多數情況下，您需要對PWM輸入信號進行反相，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生占空比較小的輸出波。

 

在對輸入PWM進行反相輸入並添加RC濾波器之後，可以通過以下方法改變輸出的占空比：使用電阻分壓器對RC濾波器的輸出進行分頻，或根據公式3調整來自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

 

智能DAC非常適合大多數需要產生PWM的設計或子係統，並提供對內部元件的訪問以及存儲和可編程性。智能DAC可以幫助利用多個輸入，並將溫度、電阻或GPI輸入轉換為準確且可控的PWM信號。

 

 

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