DAC539G2-Q1 是一款基于特定應(yīng)用的查找表 （LUT） GPI 到 PWM 轉(zhuǎn)換器。該器件具有一個 10 位 GPI 到電壓輸出轉(zhuǎn)換器和一個電壓到 PWM 轉(zhuǎn)換器。這兩個電路都可以從外部連接以創(chuàng)建 GPI 到 PWM 轉(zhuǎn)換器。三個GPI映射到8個10位數(shù)字代碼，這些數(shù)字代碼表示電壓輸出。GPI上有一個可編程延遲，以消除這些輸入上的毛刺。查找表值使用 I 2C 或 SPI 進(jìn)行編程并存儲在 NVM 中。GPI與I、2C和SPI進(jìn)行多路復(fù)用。電壓-PWM轉(zhuǎn)換器使用比較器，一個輸入作為可編程鋸齒波或三角波形，另一個輸入作為外部電壓輸入。
*附件：dac539g2-q1.pdf

該器件可自動檢測 I 2C 和 SPI，并具有內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源。DAC539G2-Q1 是汽車停止燈和轉(zhuǎn)向燈以及類似工業(yè)應(yīng)用中故障通信的絕佳選擇。

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用：
  • 溫度等級 1：–40°C 至 +125°C，T A
• 三重通用輸入
• 使用鋸齒波或三角波形的PWM輸出
• 10 位 GPI 電壓輸出
  • 1 LSB DNL
• 自動檢測 I 2C 和 SPI
  • 1.62V V IH，V DD = 5.5 V
• MODE 引腳，用于在編程和獨(dú)立模式之間進(jìn)行選擇
• 用戶可編程非易失性存儲器 （NVM）
• 內(nèi)部、外部和VDD基準(zhǔn)電壓源
• PWM 頻率糾錯選項(xiàng)
• 工作范圍廣
  • 電源：1.8 V 至 5.5 V
• 微型封裝：16引腳WQFN（3 mm × 3 mm）

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

DAC539G2-Q1 是一款雙通道、帶緩沖輸出的汽車級智能 DAC，符合 AEC-Q100 Grade 1 標(biāo)準(zhǔn)（工作溫度 - 40°C~125°C），采用 3mm×3mm 16 引腳 WQFN 封裝（含可焊側(cè)邊版本）。器件核心定位為 “GPI-to-PWM 轉(zhuǎn)換器”，通過查表（LUT）將 3 路 GPI 輸入映射為 8 種 10 位 DAC 碼，再經(jīng)電壓 - PWM 轉(zhuǎn)換模塊生成可調(diào)占空比的 PWM 信號；同時支持獨(dú)立電壓輸出模式，可靈活適配汽車電子中 “輸入 - 輸出信號轉(zhuǎn)換” 類需求，如故障通信、燈光控制等。

二、核心特性

1. 功能架構(gòu)與核心能力

• 雙通道靈活配置 ：
  • 通道 1（VOUT1）：作為 GPI-to - 電壓轉(zhuǎn)換器，通過 LUT 將 3 路 GPI 的 8 種組合（000~111）映射為 10 位 DAC 電壓輸出，支持閉環(huán)反饋（FB1 引腳短接至 OUT1）；
  • 通道 0（VOUT0）：作為電壓 - to-PWM 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置比較器與波形發(fā)生器（鋸齒波 / 三角波），將外部電壓輸入（如通道 1 輸出）與內(nèi)置波形比較，生成 PWM 信號，支持 PWM 頻率誤差校準(zhǔn)。
• 多參考源選項(xiàng) ：支持 3 種電壓參考模式 —— 電源電壓（VDD）、內(nèi)部 1.21V 基準(zhǔn)（典型值）、外部參考（1.7V~VDD），適配不同精度需求；內(nèi)部基準(zhǔn)溫度系數(shù)低至 60ppm/°C，穩(wěn)定性優(yōu)異。
• 自動接口檢測 ：無需硬件配置，上電后自動識別 I2C 或 SPI 通信協(xié)議，I2C 支持標(biāo)準(zhǔn)模式（100kbps）、快速模式（400kbps）與快速模式 +（1Mbps），SPI 支持 3 線（默認(rèn)）/4 線（SDO 使能）模式，簡化多主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2. 關(guān)鍵性能參數(shù)

• DAC 靜態(tài)性能 ：10 位分辨率，積分非線性（INL）±1.25LSB，差分非線性（DNL）±1LSB，確保電壓輸出精度；零碼誤差典型值 6mV（外部參考）、15mV（內(nèi)部參考），滿量程誤差在 2.7V≤VDD≤5.5V 時僅 ±0.6% FSR，低溫漂（增益誤差溫漂 ±0.0008% FSR/°C）。
• 動態(tài)性能 ：輸出電壓建立時間（1/43/4 量程）典型值 20μs（VDD=5.5V），壓擺率 0.3V/μs；輸出噪聲低，0.1Hz10Hz 頻段峰峰值噪聲 50μV（外部參考）、90μV（內(nèi)部參考 4× 增益），1kHz 噪聲密度 0.35μV/√Hz，信號純凈度高。
• PWM 轉(zhuǎn)換能力 ：支持三角波 / 鋸齒波 / 反向鋸齒波生成，波形頻率通過FUNCTION-MAX/FUNCTION-MIN（波形上下限）、CODE-STEP（碼值步長）、TIME-STEP（時間步長）編程，典型頻率范圍可覆蓋 100Hz~kHz 級；支持 PWM 頻率誤差校準(zhǔn)，誤差分辨率 0.2%/LSB，可補(bǔ)償內(nèi)部振蕩器偏差。

3. 汽車級可靠性與防護(hù)

• AEC-Q100 合規(guī) ：溫度等級 1（-40°C~125°C），ESD 防護(hù)符合 HBM±2000V、CDM±500V（全引腳）/±750V（邊角引腳），滿足汽車電子嚴(yán)苛環(huán)境要求。
• 故障管理 ：集成 NVM 循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC），分別監(jiān)測用戶可編程 NVM（NVM-CRC-FAIL-USER）與內(nèi)部 NVM（NVM-CRC-FAIL-INT），CRC 錯誤時可通過軟件復(fù)位或重新編程恢復(fù)；支持寄存器鎖定（DEV-LOCK），防止誤寫關(guān)鍵配置。

三、功能模式與配置

1. 核心工作模式

DAC539G2-Q1 通過MODE引腳切換 “編程模式” 與 “獨(dú)立模式”，核心模式圍繞 GPI-to-PWM 轉(zhuǎn)換與電壓輸出設(shè)計(jì)，關(guān)鍵模式如下：

2. 關(guān)鍵功能配置

• GPI 防抖與 LUT 配置 ：
  • 3 路 GPI（GPI0~GPI2）支持可編程防抖延遲（GPI-DEBOUNCE寄存器），延遲步長 160μs，默認(rèn) 50ms，可消除輸入信號毛刺；
  • LUT 含 8 個 10 位 DAC 碼寄存器（VOUT-DATA-0~VOUT-DATA-7），對應(yīng) GPI 的 8 種組合，默認(rèn)值覆蓋 12.5%~100% 占空比所需電壓，用戶可通過 I2C/SPI 重編程并存儲至 NVM。
• 波形發(fā)生器配置 ：
  • 波形類型：通過FUNCTION-SELECT選擇三角波（000）、鋸齒波（001）、反向鋸齒波（010）；
  • 頻率調(diào)節(jié)：三角波頻率由公式 f=1/[2×TIME-STEP×CEIL((MAX-MIN)/CODE-STEP)] 計(jì)算，例如TIME-STEP=8μs、CODE-STEP=1LSB、MAX=725、MIN=100時，頻率約 100Hz；
  • 頻率校準(zhǔn)：PWM-FREQUENCY-ERROR寄存器存儲振蕩器誤差（0.2%/LSB），通過調(diào)整MAX/MIN補(bǔ)償誤差。
• NVM 存儲與重載 ：
  • 支持將 LUT 值、參考源選擇、功率配置等關(guān)鍵參數(shù)寫入 NVM（NVM-PROG觸發(fā)），上電后自動從 NVM 加載配置，實(shí)現(xiàn) “無處理器獨(dú)立工作”；
  • 支持 NVM 數(shù)據(jù)重載（NVM-RELOAD），可在配置錯誤時恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)。

四、電氣特性

1. 直流特性（典型值，TA=25°C，VDD=5.5V）

2. 動態(tài)特性（典型值，TA=25°C）

五、引腳配置與封裝

1. 封裝規(guī)格

• 尺寸與材質(zhì) ：3mm×3mm 16 引腳 WQFN（型號 RTE），含可焊側(cè)邊版本（DAC539G2W-Q1），引腳間距 0.5mm，最大高度 0.8mm；底部裸露熱焊盤需焊接至 AGND，優(yōu)化散熱與機(jī)械穩(wěn)定性。
• 熱特性 ：結(jié)到環(huán)境熱阻（RθJA）49°C/W，結(jié)到板熱阻（RθJB）24.1°C/W，結(jié)到頂部外殼熱阻（RθJC (top)）50°C/W，需配合 PCB 散熱設(shè)計(jì)（如散熱過孔）避免結(jié)溫超 150°C 上限。

2. 關(guān)鍵引腳功能

器件引腳復(fù)用 GPI、通信接口與電源信號，核心引腳功能如下表：

六、應(yīng)用場景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用

• 汽車尾燈控制 ：3 路 GPI 對應(yīng) “剎車 / 轉(zhuǎn)向 / 示廓燈” 控制信號，LUT 映射為 8 種 PWM 占空比，實(shí)現(xiàn)燈光亮度分級調(diào)節(jié)；PWM 頻率校準(zhǔn)功能確保不同溫度下亮度穩(wěn)定。
• 故障通信模塊 ：將傳感器故障狀態(tài)（如開路 / 短路）通過 GPI 輸入，LUT 映射為特定電壓，再轉(zhuǎn)換為 PWM 信號傳輸至 ECU，實(shí)現(xiàn)故障碼可視化。
• 有線控制接口 ：作為 “數(shù)字指令 - 模擬執(zhí)行” 轉(zhuǎn)換單元，如通過 GPI 輸入控制電機(jī)驅(qū)動電壓（通道 1 輸出），或生成 PWM 信號調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

2. 設(shè)計(jì)建議

• 電源設(shè)計(jì) ：
  • VDD 需 1.7V~5.5V，建議采用線性穩(wěn)壓器供電，避免開關(guān)噪聲串?dāng)_；VDD 與 AGND 間并 0.1μF 陶瓷電容（就近引腳），CAP 引腳并 1.5μF 鉭電容（低 ESR），確保 LDO 穩(wěn)定。
  • 外部參考電壓需晚于 VDD 上電、早于 VDD 下電，避免反向電流損壞器件。
• 信號接口設(shè)計(jì) ：
  • GPI 輸入：需添加 1kΩ~10kΩ 上拉 / 下拉電阻，防抖延遲建議設(shè)置≥2ms（根據(jù)信號毛刺特性調(diào)整）；
  • I2C/SPI 接口：I2C 引腳（SDA/SCL）需外接 4.7kΩ~10kΩ 上拉電阻，SPI 片選（SYNC）需上拉，確?？臻e時穩(wěn)定。
• PCB 布局 ：
  • 模擬地（AGND）與數(shù)字地單點(diǎn)連接，DAC 輸出（OUT0/OUT1）、反饋（FB0/FB1）路徑短且遠(yuǎn)離數(shù)字信號線；
  • 熱焊盤需大面積連接 AGND 平面，添加 4~6 個散熱過孔（0.3mm 孔徑），降低結(jié)溫。