DAC/ADC是連接數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的橋梁和媒介，而高性能的數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器則一直都是半導(dǎo)體行業(yè)里的明珠。工業(yè)自動化應(yīng)用的ADC我們此前已經(jīng)看過不少，那又有哪些DAC在電機運控上應(yīng)用頗多呢？

一般來說根據(jù)器件建立時間的快慢，我們將DAC分成低速、中速、高速以及超高速這個檔次。電流輸出型DAC的建立時間會稍短一些，而電壓輸出型DAC的建立時間則取決于運算放大器的響應(yīng)時間。應(yīng)用在電機運控上的DAC往往能在動態(tài)范圍超寬帶寬內(nèi)生成多載波以滿足自動化設(shè)計需求。

ADI PWM至電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器

說到數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換肯定是不可能繞開ADI的，ADI的脈寬調(diào)制至電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器更是機器人電機控制應(yīng)用上的一把好手。脈寬調(diào)制至電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠?qū)WM輸入轉(zhuǎn)換為精確穩(wěn)定的緩沖電壓，而無須考慮分立濾波器方案中的紋波、緩慢建立和外部無源元件。

這個大系列最高只提供12bit的DAC，測量PWM輸入信號的周期和脈沖寬度后以最高12位精度立即更新數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出，這里要注意的是，PWM到電壓的轉(zhuǎn)換是無延遲的還不需要軟件編碼。

這個系列分為LTC2644和LTC2645，除了引腳封裝不同、通道數(shù)不同，其他并無二致。LTC2644是雙通道的8-12位PWM至電壓輸出DAC，LTC2645是一個4通道8-12位PWM至電壓輸出DAC。

（圖源：ADI）

從整體性能來看，該系列準(zhǔn)確度極高，同時漂移極低，都采用了10ppm/℃的內(nèi)部基準(zhǔn)。不管是LTC2644和LTC2645，都配置了軌至軌輸出緩沖器并具有單調(diào)特性。PWM到電壓的轉(zhuǎn)換是無延遲的，而且電壓輸出可以在8μs之內(nèi)實現(xiàn)更新和穩(wěn)定。對于工業(yè)自動化過程控制，機器人電機控制來說對PWM把控的每一次提升都是很重要的。

兩個系列都擁有100kHz至30Hz的PWM輸入頻率，器件在每個對應(yīng)的PWM輸入上升沿之后更新電壓輸出DAC，供應(yīng)和吸收高達5mA（3V）或10mA（5V）的電流，還能進一步消除電壓紋波并替代動作緩慢的模擬濾波器和緩沖放大器。

LTC2644和LTC2645在各自的應(yīng)用范圍內(nèi)都擁有極低的功耗，LTC2645正常工況下電流消耗為4mA，斷電時小于1μA；LTC2644正常工況下為2.7mA。低功率無論何時都是極為重要的參考因素。

TI智能精密數(shù)模轉(zhuǎn)換器

TI的DAC往往能覆蓋很寬的溫度范圍，同時在噪聲、分辨率和漂移上展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。雖然沒有無延遲這么夸張，但是低延遲下的高分辨率轉(zhuǎn)化也是業(yè)內(nèi)頂尖的。端到端的高精度以及極短的建立時間也都是TI的DAC極受歡迎的優(yōu)勢點。

（圖源：TI）

像這種具有PWM的可以看看DAC63004這個型號，作為一款TI旗下兼具電流輸出和電壓輸出的最新精密12 bit DAC，具有I2C、SPI、PWM以及超低功耗。這個系列的輸出提供一個力感選項用作可編程比較器和電流接收器。而多功能GPIO、函數(shù)生成和NVM使這個智能DAC能夠用于無處理器的應(yīng)用和設(shè)計。

這種智能DAC的電壓/電流輸出配置十分靈活，電壓輸出能覆蓋4倍增益，電流范圍覆蓋25μA到250μA。預(yù)定義的波形生成覆蓋正弦波、三角形、鋸齒波。TI的智能DAC作為可編程性極強的精密DAC，內(nèi)置集成非易失性存儲器（NVM）、可編程狀態(tài)機邏輯、脈寬調(diào)制（PWM）發(fā)生器和自定義波形發(fā)生器，單從設(shè)計上來說消除了對軟件的需求。

對于需要產(chǎn)生PWM的應(yīng)用，智能DAC內(nèi)置可配置的模擬到PWM占空比轉(zhuǎn)換或通用輸入到PWM轉(zhuǎn)換。與MCU方案或者基于定時器的方案不同的是，智能DAC這種方案不需要額外的溫漂分立組件。當(dāng)然這只是智能DAC實現(xiàn)PWM的一種方案，還有不少其他PWM應(yīng)用。

小結(jié)

精密的模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器從來都是電機運控乃至工業(yè)自動化中不可或缺的重要組件。這種內(nèi)置PWM的DAC在電機運控應(yīng)用中也是越來越常見，給電機半導(dǎo)體零部件又帶來了許多新意。