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(dòng)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(jī)運(yùn)控上應(yīng)用頗多呢？

一般來說根據(jù)器件建立時(shí)間的快慢，我們將DAC分成低速、中速、高速以及超高速這個(gè)檔次。電流輸出型DAC的建立時(shí)間會(huì)稍短一些，而電壓輸出型DAC的建立時(shí)間則取決于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。應(yīng)用在電機(jī)運(yùn)控上的DAC往往能在動(dòng)態(tài)范圍超寬帶寬內(nèi)生成多載波以滿足自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(jī)器人電機(jī)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(gè)大系列最高只提供12bit的DAC，測(cè)量PWM輸入信號(hào)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(gè)系列分為L(zhǎng)TC2644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(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)更新和穩(wěn)定。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化過程控制，機(jī)器人電機(jī)控制來說對(duì)PWM把控的每一次提升都是很重要的。

兩個(gè)系列都擁有100kHz至30Hz的PWM輸入頻率，器件在每個(gè)對(duì)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(dá)5mA（3V）或10mA（5V）的電流，還能進(jìn)一步消除電壓紋波并替代動(dòng)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(shí)小于1μA；LTC2644正常工況下為2.7mA。低功率無論何時(shí)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(shí)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(shí)間也都是TI的DAC極受歡迎的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)。

（圖源：TI）

像這種具有PWM的可以看看DAC63004這個(gè)型號(hào)，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(gè)系列的輸出提供一個(gè)力感選項(xiàng)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(gè)智能DAC能夠用于無處理器的應(yīng)用和設(shè)計(jì)。

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(qiáng)的精密DAC，內(nèi)置集成非易失性存儲(chǔ)器（NVM）、可編程狀態(tài)機(jī)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(jì)上來說消除了對(duì)軟件的需求。

對(duì)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(shí)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(shí)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(jī)運(yùn)控乃至工業(yè)自動(dòng)化中不可或缺的重要組件。這種內(nèi)置PWM的DAC在電機(jī)運(yùn)控應(yīng)用中也是越來越常見，給電機(jī)半導(dǎo)體零部件又帶來了許多新意。