該DAC8742H是一款兼容 HART、FOUNDATION 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)?和 PROFIBUS PA 的低功耗調(diào)制解調(diào)器，專(zhuān)為工業(yè)過(guò)程控制和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用而設(shè)計(jì)。^?^
*附件：dac8742h.pdf

在HART模式下，DAC8742H集成了所有必需的電路，以作為半雙工HART物理層調(diào)制解調(diào)器工作，在從機(jī)或主機(jī)配置中，濾波的外部元件最少。在 FOUNDATION 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)模式下，DAC8742H集成了所有必需的電路，以作為半雙工 FOUNDATION 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)兼容 H1 控制器和 MAU 運(yùn)行。

HART、FOUNDATION 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)或 PROFIBUS PA 數(shù)據(jù)流可以通過(guò) UART 接口或由 SPI 接口訪(fǎng)問(wèn)的集成 FIFO 從微控制器傳輸。SPI接口包括一個(gè)SDO引腳，用于菊花鏈支持、各種中斷和其他擴(kuò)展功能。

特性

• 符合 HART 標(biāo)準(zhǔn)的物理層調(diào)制解調(diào)器
  • 1200/2200 Hz HART FSK 正弦波
  • 寄存器TX信號(hào)的可編程幅度
    （僅限D(zhuǎn)AC8741H/DAC8742H）
  • 集成RX解調(diào)器和帶通濾波器，外部元件最少
• FOUNDATION 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)兼容 H1 控制器和介質(zhì)連接單元 （MAU）
  • 基于曼徹斯特編碼總線(xiàn)供電 （MBP） 的 31.25 kbit/s 通信
  • 集成曼徹斯特編碼器和解碼器
  • 與 PROFIBUS PA 兼容
• 低靜態(tài)電流：典型工業(yè)工作溫度范圍（-40°C 至 85°C）下最大 180 uA
• 集成1.5V基準(zhǔn)電壓源
• 靈活的時(shí)鐘選項(xiàng)
  • 內(nèi)部振蕩器
  • 外部晶體振蕩器
  • 外部CMOS時(shí)鐘
• 數(shù)字接口
  • DAC8742H：UART 和 SPI
• 可靠性：CRC位錯(cuò)誤檢查、看門(mén)狗定時(shí)器
• 寬工作溫度：–55°C 至 125°C
• 5 mm x 5 mm TQFP 封裝

參數(shù)

方框圖

DAC8742H 是德州儀器推出的低功耗多協(xié)議調(diào)制解調(diào)器，兼容 HART、FOUNDATION Fieldbus 與 PROFIBUS PA 工業(yè)通信協(xié)議，核心優(yōu)勢(shì)為高集成度、寬溫工作與靈活接口，適用于工業(yè)過(guò)程控制、PLC/DCS I/O 模塊、傳感器變送器等工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)景。

一、核心產(chǎn)品特性與參數(shù)

1. 通信協(xié)議與信號(hào)特性

• 協(xié)議支持：HART 模式支持 1200/2200 Hz FSK 正弦波調(diào)制解調(diào)，F(xiàn)OUNDATION Fieldbus/PROFIBUS PA 模式支持 31.25 kbit/s 曼徹斯特編碼。
• 信號(hào)性能：HART 模式發(fā)射輸出幅度 450480 mVp-p（160 Ω 負(fù)載），接收靈敏度 80120 mVp-p；FF/PA 模式發(fā)射輸出幅度典型值 800 mVp-p，接收靈敏度 75 mVp-p，抖動(dòng)容差 ±3.2 μs。

2. 接口與控制功能

• 數(shù)字接口：支持 UART 與 SPI 雙接口，SPI 速率最高 12.5 MHz，支持菊花鏈擴(kuò)展，UART 模式 HART 協(xié)議 1200 BAUD、FF/PA 協(xié)議 57.6 kBAUD。
• 輔助功能：集成 CRC 校驗(yàn)、看門(mén)狗定時(shí)器、載波檢測(cè)（CD）、中斷（IRQ）功能，支持全雙工自檢模式，配備 Jabber 抑制器防止總線(xiàn)持續(xù)占用。

3. 電源與環(huán)境

• 電源配置：模擬電源（AVDD）2.75.5 V，數(shù)字接口電源（IOVDD）1.715.5 V，典型靜態(tài)電流 180 μA（工業(yè)溫度范圍），掉電模式電流最大 60 μA。
• 工作溫度范圍 - 55°C~+125°C，采用 5mm×5mm 32 引腳 TQFP 封裝，焊球材質(zhì) NIPDAU，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級(jí) 3（260°C 峰值回流，168 小時(shí)存儲(chǔ)）。

4. 集成組件

• 基準(zhǔn)源：內(nèi)置 1.5 V 精密基準(zhǔn)源（精度 ±2%），支持外部 2.5 V 基準(zhǔn)源輸入，適配不同精度需求。
• 濾波與振蕩：集成帶通濾波器（BPF），支持內(nèi)部 / 外部濾波切換；時(shí)鐘可選內(nèi)部振蕩器、外部晶體或 CMOS 時(shí)鐘，HART 模式時(shí)鐘頻率 1.2288/3.6864 MHz，F(xiàn)F/PA 模式 4 MHz。

二、關(guān)鍵功能與優(yōu)勢(shì)

1. 多協(xié)議兼容

• 單一芯片支持三種主流工業(yè)通信協(xié)議，無(wú)需額外外置調(diào)制解調(diào)器，簡(jiǎn)化工業(yè)設(shè)備通信設(shè)計(jì)，降低 BOM 成本。
• HART 模式支持主從設(shè)備配置，F(xiàn)F/PA 模式集成 H1 控制器與介質(zhì)連接單元（MAU），滿(mǎn)足不同工業(yè)總線(xiàn)需求。

2. 高可靠性與靈活性

• 防護(hù)特性：ESD 防護(hù)等級(jí) HBM±8000 V、CDM±1500 V，具備 RF 過(guò)載檢測(cè)與總線(xiàn)沖突保護(hù)，適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境。
• 配置靈活：通過(guò)寄存器可編程 HART 發(fā)射幅度（400~800 mVp-p 步進(jìn) 25 mVp-p）、FF/PA 前導(dǎo)碼長(zhǎng)度與曼徹斯特編碼極性，支持軟件復(fù)位與電源管理。

3. 低功耗與小型化

• 優(yōu)化功耗設(shè)計(jì)，工業(yè)溫度范圍內(nèi)典型工作電流僅 180 μA，適配環(huán)路供電的 2 線(xiàn)制傳感器變送器。
• 5mm×5mm 小封裝結(jié)合高集成度（內(nèi)置基準(zhǔn)、濾波、調(diào)制解調(diào)電路），節(jié)省 PCB 空間，適配小型工業(yè)設(shè)備。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. 核心應(yīng)用領(lǐng)域

• 工業(yè)過(guò)程控制：PLC 與 DCS 系統(tǒng)的模擬量 I/O 模塊，實(shí)現(xiàn) 4~20 mA 模擬信號(hào)與數(shù)字通信的疊加傳輸。
• 傳感器變送器：溫度、壓力、流量等傳感器的信號(hào)變送，通過(guò) HART 協(xié)議實(shí)現(xiàn)設(shè)備校準(zhǔn)、診斷與數(shù)據(jù)交互。
• 分布式控制系統(tǒng)：FOUNDATION Fieldbus/PROFIBUS PA 總線(xiàn)設(shè)備接口，適配分布式天線(xiàn)系統(tǒng)（DAS）等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

2. 典型應(yīng)用電路

• 2 線(xiàn)制 HART 變送器 ：DAC8742H 作為 HART 調(diào)制解調(diào)器，與 MSP430 控制器、DAC8830 數(shù)模轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器配合，實(shí)現(xiàn) 4~20 mA 電流環(huán)與 HART 數(shù)字信號(hào)的融合傳輸，支持環(huán)路供電與總線(xiàn)通信。

四、設(shè)計(jì)與使用建議

1. 電源與布局

• 電源去耦：AVDD 與 IOVDD 引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1 μF 電解電容，模擬地（AGND）與數(shù)字地（DGND）單點(diǎn)連接，減少干擾。
• 信號(hào)布線(xiàn)：模擬信號(hào)（MOD_IN/MOD_OUT）與數(shù)字信號(hào)分開(kāi)布線(xiàn)，HART 模式 MOD_OUT 引腳需并聯(lián) 522 nF 電容，F(xiàn)F/PA 模式并聯(lián) 0100 pF 電容保證穩(wěn)定性。

2. 配置與校準(zhǔn)

• 首次使用需通過(guò)寄存器配置通信協(xié)議、接口模式、發(fā)射幅度與時(shí)鐘源，HART 模式建議啟用內(nèi)部帶通濾波器簡(jiǎn)化外圍電路。
• 高精度場(chǎng)景需校準(zhǔn)基準(zhǔn)源與信號(hào)幅度，利用全雙工模式進(jìn)行自檢，確保發(fā)射與接收鏈路正常。

3. 多設(shè)備與總線(xiàn)配置

• 多設(shè)備級(jí)聯(lián)時(shí)，SPI 接口通過(guò) SDO 引腳實(shí)現(xiàn)菊花鏈，UART 接口需通過(guò)地址區(qū)分設(shè)備，總線(xiàn)電容控制在推薦范圍內(nèi)。
• HART 模式需注意總線(xiàn)匹配電阻（典型 160 Ω），F(xiàn)F/PA 模式需遵循總線(xiàn)拓?fù)湟?guī)范，確保信號(hào)完整性。