DAC43901-Q1 和 DAC43902-Q1 （DAC4390x-Q1） 是一系列具有雙通道和四通道 PWM 輸出的汽車 8 位智能 DAC。DAC43901-Q1提供兩個PWM輸出，DAC43902-Q1提供四個PWM輸出。DAC通道還充當(dāng)觸發(fā)輸入或輸出。DAC4390x-Q1 提供預(yù)配置狀態(tài)機，可邏輯生成具有可配置時序的對數(shù)調(diào)光。基于PWM的對數(shù)調(diào)光適用于汽車內(nèi)部和外部照明中的對數(shù)淡入和淡出應(yīng)用。DAC4390x-Q1 還支持適用于汽車轉(zhuǎn)向指示燈的順序動畫。這些設(shè)備提供用于存儲配置的 NVM。這些智能 DAC 無需處理器即可使用 GPIO 和 NVM 運行（無處理器作）。
*附件：dac43902-q1.pdf

這些器件可自動檢測 I 2C 或 SPI，并具有內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源。該智能DAC的功能集與微型封裝和低功耗相結(jié)合，是汽車燈光動畫應(yīng)用的絕佳選擇。

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
• 數(shù)字引腳上的脈寬調(diào)制 （PWM） 輸出（218 Hz 至 48.8 kHz）
• 對數(shù)調(diào)光
• 帶 GPIO 控制的 LED 淡入淡出
• 順序轉(zhuǎn)向指示燈動畫
• 可編程比較器和配置為 GPIO 的 DAC
• 自動檢測 I 2C 或 SPI
  • 1.62V V IH，V DD = 5.5 V
• VREF/MODE引腳，用于在編程和獨立模式之間進(jìn)行選擇
• 用戶可編程非易失性存儲器 （NVM）
• 內(nèi)部、外部或電源作為參考
• 工作范圍廣
  • 電源：1.8 V 至 5.5 V
  • 溫度范圍：–40°C 至 +125°C
• 微型封裝：16引腳WQFN（3 mm × 3 mm）

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

DAC43901-Q1 與 DAC43902-Q1 是德州儀器（TI）推出的車規(guī)級智能數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC） ，核心定位為汽車照明場景的動態(tài)控制，支持對數(shù)調(diào)光、順序轉(zhuǎn)向動畫等功能，具備無需處理器即可自主運行的能力。兩款器件均通過 AEC-Q100 1 級認(rèn)證（工作溫度 - 40~125°C），采用 16 引腳 WQFN 封裝（3mm×3mm），核心差異為 PWM 輸出通道數(shù)量：DAC43901-Q1 提供 2 路 PWM 輸出，DAC43902-Q1 提供 4 路 PWM 輸出，均適配汽車尾燈、內(nèi)飾燈、小燈等應(yīng)用場景。

二、核心特性

（一）車規(guī)級可靠性與靈活接口

1. 車規(guī)認(rèn)證與環(huán)境適應(yīng)性
   • 符合 AEC-Q100 1 級標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度覆蓋 - 40125°C，結(jié)溫（T_J）最高 150°C，存儲溫度 - 65150°C；
   • ESD 防護：人體放電模型（HBM）±2000V，帶電器件模型（CDM）角落引腳 ±750V、所有引腳 ±500V，滿足汽車電子抗干擾需求。
2. 多接口兼容與自動識別
   • 支持 I2C（標(biāo)準(zhǔn)模式 100kHz、快速模式 400kHz、快速增強模式 1MHz）與 SPI（3 線 / 4 線）接口，上電后自動檢測通信協(xié)議，檢測后鎖定協(xié)議直至下一次上電；
   • 接口引腳復(fù)用：數(shù)字引腳可切換為 PWM 輸出（獨立模式）或編程接口（I2C/SPI，編程模式），通過 VREF/MODE 引腳選擇模式（拉低為編程模式，拉高為獨立模式）。

（二）動態(tài)調(diào)光與動畫功能

1. 對數(shù)調(diào)光（DAC43901-Q1 核心功能）
   • 支持 PWM 信號的對數(shù) fade-in/fade-out，適配人眼對亮度變化的對數(shù)感知特性，避免線性調(diào)光的視覺突兀；
   • 調(diào)光參數(shù)可配置：PWM 占空比范圍 0%100%（7 位分辨率）、fade-in/fade-out 時間（通過 SLEW_RATE 參數(shù)調(diào)節(jié)）、通道延遲（CH0-DELAY/COM-DELAY），默認(rèn) PWM 頻率 218Hz48.8kHz（32 檔可選）。
2. 順序轉(zhuǎn)向動畫（DAC43902-Q1 核心功能）
   • 4 路 PWM 輸出支持順序點亮動畫，每路通道延遲可獨立配置，適配汽車轉(zhuǎn)向指示燈的流水效果；
   • 支持多器件級聯(lián)：通過 TRIG-OUT（輸出）與 TRIG-IN（輸入）引腳級聯(lián)多片器件，擴展至 4 路以上通道，滿足長條形尾燈等復(fù)雜場景需求。

（三）自主運行與配置存儲

1. 無處理器（Processor-Less）運行
   • 內(nèi)置預(yù)配置狀態(tài)機，編程模式下設(shè)定參數(shù)后，獨立模式可直接調(diào)用非易失性存儲器（NVM）中的配置，無需外部處理器干預(yù)；
   • 觸發(fā)方式靈活：支持 TRIG-IN 引腳外部觸發(fā)（如轉(zhuǎn)向信號）或電源上電自動觸發(fā)，適配不同場景的啟動邏輯。
2. 非易失性存儲器（NVM）
   • 支持用戶編程與數(shù)據(jù)保存，可存儲 PWM 頻率、調(diào)光時間、通道延遲等參數(shù)，掉電后不丟失；
   • 具備循環(huán)冗余校驗（CRC）功能：檢測 NVM 數(shù)據(jù)完整性，用戶數(shù)據(jù)（NVM-CRC-FAIL-USER）或內(nèi)部數(shù)據(jù)（NVM-CRC-FAIL-INT）損壞時，寄存器自動加載出廠默認(rèn)值，確保設(shè)備可用性。

三、器件信息與電氣規(guī)格

（一）型號差異與關(guān)鍵參數(shù)對比

（二）核心電氣參數(shù)（TA=25°C，VDD=1.7~5.5V）

（三）熱學(xué)特性（16 引腳 WQFN 封裝）

四、功能模塊詳解

（一）DAC 核心與比較器模式

1. DAC 架構(gòu)與參考選擇
   • 采用電阻串架構(gòu)，支持 3 種參考電壓：內(nèi)部基準(zhǔn)（1.21V，典型值，需通過寄存器啟用）、外部基準(zhǔn)（VREF/MODE 引腳輸入，1.7~VDD）、電源電壓（VDD，默認(rèn)）；
   • 輸出增益可調(diào)：內(nèi)部基準(zhǔn)支持 1.5×、2×、3×、4× 增益，外部基準(zhǔn)與電源基準(zhǔn)固定 1× 增益，滿足不同電壓范圍的觸發(fā)閾值需求。
2. 比較器模式（TRIG-IN 信號檢測）
   • 1 路 DAC 通道可配置為比較器，TRIG-IN 引腳作為輸入，檢測電壓閾值由 DAC midscale 值設(shè)定（默認(rèn)）；
   • 比較器輸出配置：支持推挽 / 開漏模式（CMP-x-OD-EN 引腳控制）、輸出反轉(zhuǎn)（CMP-x-INV-EN），TRIG-IN 輸入阻抗可切換（高阻模式 / 有限阻抗模式，通過 CMP-x-HIZ-IN-DIS 控制），適配不同信號幅度的觸發(fā)場景。

（二）PWM 輸出與模式控制

1. PWM 輸出特性
   • 頻率范圍：0.218~48.828kHz（32 檔可選），占空比 0%~100%（7 位分辨率，代碼 0 對應(yīng) 0%、127 對應(yīng) 100%）；
   • 引腳復(fù)用：DAC43901-Q1 的 PWM0（引腳 8）、PWM1（引腳 7），DAC43902-Q1 額外增加 PWM2（引腳 6）、PWM3（引腳 5），均為開漏輸出，需外部上拉至 I/O 電壓（1.7~5.5V）。
2. 工作模式切換
   • 編程模式（VREF/MODE 拉低） ：通過 I2C/SPI 配置寄存器與 NVM 參數(shù)，如 PWM 頻率、fade 時間、通道延遲；
   • 獨立模式（VREF/MODE 拉高） ：無需外部控制，直接調(diào)用 NVM 中存儲的配置，輸出 PWM 信號或執(zhí)行順序動畫，此時編程接口禁用，引腳切換為 PWM 輸出。

（三）狀態(tài)機與參數(shù)配置

1. 預(yù)配置狀態(tài)機
   • DAC43901-Q1：默認(rèn)配置為對數(shù) fade-in/fade-out，TRIG-IN 引腳上升沿觸發(fā) fade-in（占空比從 PWM-MIN 升至 PWM-MAX），下降沿觸發(fā) fade-out（占空比從 PWM-MAX 降至 PWM-MIN）；
   • DAC43902-Q1：默認(rèn)配置為順序轉(zhuǎn)向動畫，TRIG-IN 觸發(fā)后，4 路 PWM 按設(shè)定延遲依次 fade-in，支持 TRIG-OUT 級聯(lián)下一片器件，實現(xiàn)多通道同步。
2. 關(guān)鍵參數(shù)配置（通過 SRAM/NVM）
   • 核心參數(shù)存儲于 SRAM（臨時）或 NVM（永久），關(guān)鍵參數(shù)如下表：| 參數(shù) | 存儲地址 | 配置范圍 | 默認(rèn)值 | 說明 |
     | ------------------- | ----------------- | ----------------------- | -------- | -------------------------------------------------------------- |
     | PWM-MAX | SRAM 0x21[6:0] | 0127（0x000x7F） | 0xF7 | fade-in 目標(biāo)占空比（7 位） |
     | PWM-MIN | SRAM 0x20[6:0] | 0127（0x000x7F） | 0x00 | fade-out 目標(biāo)占空比（7 位） |
     | FADE-IN SLEW-RATE | SRAM 0x23[15:0] | 065535 | 0x0000 | fade-in 單位時間（公式：t_SLEW=2.4×SLEW_RATE+5.6 μs / 步） |
     | CH0-DELAY | SRAM 0x24[15:0] | 065535 | 0x0000 | PWM0 通道延遲（公式：t_DELAY=DELAY×t_SLEW） |
     | PWM-FREQ | SRAM 0x22[11:7] | 1~31 | 0x00 | PWM 頻率選擇（31 對應(yīng) 218Hz，1 對應(yīng) 48.828kHz） |

五、典型應(yīng)用場景

（一）對數(shù)調(diào)光（內(nèi)飾燈 / DAC43901-Q1）

• 應(yīng)用架構(gòu) ：DAC43901-Q1 工作于獨立模式，VREF/MODE 引腳拉高，TRIG-IN 引腳接車身控制器（如車門開關(guān)信號），PWM0/PWM1 接 LED 驅(qū)動器（如 TPS92633-Q1），控制內(nèi)飾燈的柔和亮滅；
• 關(guān)鍵配置 ：PWM 頻率設(shè)為 218Hz（PWM-FREQ=31），PWM-MAX=0x7F（100% 占空比），PWM-MIN=0x00（0% 占空比），F(xiàn)ADE-IN SLEW-RATE=2366（fade-in 時間 1s），COM-DELAY=88（兩通道延遲 500ms）；
• 可靠性設(shè)計 ：VDD 引腳并聯(lián) 0.1μF 去耦電容，CAP 引腳（內(nèi)部 LDO）并聯(lián) 1.5μF 旁路電容，TRIG-IN 引腳串聯(lián) 1kΩ 限流電阻，避免尖峰信號干擾。

（二）順序轉(zhuǎn)向動畫（尾燈 / DAC43902-Q1）

• 應(yīng)用架構(gòu) ：DAC43902-Q1 工作于獨立模式，TRIG-IN 接轉(zhuǎn)向信號，4 路 PWM 分別控制尾燈的 4 個 LED 模塊，TRIG-OUT 級聯(lián)下一片 DAC43902-Q1（如需擴展至 8 路）；
• 關(guān)鍵配置 ：PWM 頻率 218Hz（PWM-FREQ=31），F(xiàn)ADE-IN SLEW-RATE=235（fade-in 時間 100.2ms），COM-DELAY=176（通道間延遲 100.2ms），PWM-MAX=0x7F（100% 占空比）；
• 級聯(lián)設(shè)計 ：前一片 TRIG-OUT 接后一片 TRIG-IN，后一片 CH0-DELAY 設(shè)為 352（累計延遲 200.4ms），確保多器件動畫同步。

六、設(shè)計指南

（一）電源與硬件設(shè)計

1. 電源配置
   • 供電電壓：1.7~5.5V，推薦使用線性穩(wěn)壓器（如 TL431LI-Q1）從 12V 車載電源轉(zhuǎn)換為 5V 供電；
   • 去耦與旁路：VDD 引腳需并聯(lián) 0.1μF 陶瓷電容（靠近引腳），CAP 引腳（內(nèi)部 LDO）并聯(lián) 1.5μF 鉭電容（容值范圍 0.5~15μF），AGND 與 PGND 單點連接，減少噪聲耦合。
2. PCB 布局規(guī)則
   • 分區(qū)設(shè)計：模擬區(qū)域（TRIG-IN、VREF/MODE）與數(shù)字區(qū)域（PWM 輸出、編程接口）分開布局，間距≥0.5mm；
   • 熱設(shè)計：散熱焊盤（Thermal Pad）需連接≥20mm2 銅皮，打 4 個 0.3mm 過孔至內(nèi)層地，確保結(jié)溫≤105°C（滿負(fù)荷工作）；
   • 阻抗匹配：PWM 輸出與 LED 驅(qū)動器間走線阻抗匹配 50Ω，長度差≤1mm，避免信號反射。

（二）編程與 NVM 配置流程

1. 編程模式啟動（VREF/MODE 拉低）
   1. 上電后等待器件 boot-up（典型 5ms，CAP 引腳接 1.5μF 時）；
   2. 通過 I2C/SPI 寫入 SRAM 參數(shù)（如 PWM-FREQ、SLEW-RATE），或直接配置寄存器（如 STATE-MACHINE-CONFIG0 禁用狀態(tài)機）；
   3. 配置完成后，寫入 COMMON-TRIGGER 寄存器的 NVM-PROG 位（1），將參數(shù)保存至 NVM（自復(fù)位位，完成后自動置 0）。
2. 獨立模式啟動（VREF/MODE 拉高）
   • 器件上電后自動加載 NVM 配置，狀態(tài)機默認(rèn)啟用，TRIG-IN 觸發(fā)后執(zhí)行預(yù)設(shè)動作（fade-in/fade-out 或順序動畫）；
   • 如需修改配置，需重新拉低 VREF/MODE 進(jìn)入編程模式，重復(fù)上述步驟。