四通道 16 位电压 / 电流输出 DAC 节 省多通道 PLC 的空间、成本和功耗

可编程开关频率：	可编程DC/DC时钟相位：
能够改变DC/DC开关频率，支持系统优化和更灵活地选择外部器件	能够改变各DC/DC模块的时钟沿相位，支持系统优化
333 kHz	所有四个通道的时钟沿同相
400 kHz	A、B通道的时钟沿同相，C、D通道的时钟沿同相但与A、B通道相反
500 kHz	A、C通道的时钟沿同相，B、D通道的时钟沿同相但与A、C通道相反
667 kHz	A、B、C、D通道的时钟沿彼此错相90°（0°、90°、180°和270°）

对输出驱动器实行动态电源控制的目的是使封装功耗最小。典型IC的内部结温(TJMAX)最高可达125°C。假设系统的环境温度TA为85°C。LFCSP封装的热阻θJA典型值为28°C/W。容许的片内功耗可以通过下式计算



不采用动态电源控制时，假设使用24V电源，则每个通道的最差情况功耗可以通过下式计算：

功耗 = 电源电压 × 最大电流
                              = 24 V × 20 mA
                              = 0.48 W

在同样的条件下，4个通道的功耗将接近2 W，这会给模块和半导体电路带来问题。启用动态电源特性时，AD5755调节电源，使片内功耗降至最低。图6显示了启用和禁用动态电源（固定电源）两种情况下每个通道的功耗对比。


图6. 启用和禁用动态电源控制两种情况下的功耗对比

启用动态电源功能时，在24 mA输出电流下片内功耗约为50 mW，而无调节时的片内功耗则为400 mW。这种控制片内功耗的能力非常有用，系统设计人员在提高系统通道数的同时可以使模块功耗降至最低，从而不需要考虑繁琐而昂贵的方法来控制系统温度。

故障状况下的系统差错校验与诊断

对于工业应用，必须能够监控并报告系统级故障，在故障状况下拥有尽可能多的系统控制权至关重要。AD5755包括许多片内诊断特性，能够为用户提供系统级差错校验功能。

发生故障时，一个重要考虑是控制DAC的MCU/DSP会如何。由于不能控制输出，用户将完全失去对系统的控制。AD5755有一个看门狗定时器（超时可编程设定），如果它在超时期限内没有收到SPI接口传来的命令，就会设置警告标志（高电平有效）。需要时，此ALERT引脚可以直接连到清零引脚（也是高电平有效），以便将输出设置为已知的安全状态（图7）。AD5755的每个通道都有一个16位可编程清零码寄存器，用户可以灵活地将输出清零为任意码。


图7.看门狗定时器设置控制信号丢失标志并使DAC返回到清零设置

在高噪声工业环境中，即使MCU正常工作，通信信号也可能遭到破坏。为了应对这种可能性，AD5755具有可选的分组差错校验(PEC)功能，它实施一种CRC8多项式例程。该功能可以通过软件使能或禁用，确保输出不会错误地更新。

输出端接线错误常会导致连接开路或短路，有可能会造成系统损坏。（即使没有发生损坏，问题也往往难以诊断。AD5755具有开路和短路检测功能，可以即时设置故障标志，提醒技术人员处理相关问题。）此外，当发生短路时，短路保护功能可以限制输出电流。所有故障都可以通过SPI接口或硬件故障引脚传达，以便用户即时采取处理措施。

灵活的输出范围编程功能

为了处理所需的各种电压和电流，AD5755的各通道都可提供许多可编程范围，包括：4 mA至20 mA、0 mA至24 mA、0 mA至20 mA、0 V至5 V、0 V至10 V、±5 V、±10 V和±12 V。用户也可以对各通道的各种范围的增益和失调进行数字化编程。这些增益和失调寄存器具有16位分辨率。例如，为了设置0V至10.5V输出范围（如图8所示），首先选择0V至12V范围，然后编程设置增益码，将范围调整到10.5 V。完成增益调整后，输出范围即为0V至10.5V，并具有16位分辨率。失调的编程设置方式与此相似。


图8.任意范围缩放

通过4mA至20mA电流环路传输附加信息

纯4mA至20mA电流环路的缺点是只能单向传输单个过程变量，这对于现代工业控制系统是个限制。可寻址远程传感器高速通道(HART)标准的发展为4mA至20mA通信线路开启了新的可能。

HART提供数字双向通信机制，兼容4mA至20mA电流环路。在4mA至20mA模拟电流信号之上叠加一个1mA峰峰值频移键控(FSK)信号。基于BELL 202通信标准，所用的两个频率为1200 Hz（逻辑1）和2200 Hz（逻辑0），如图9所示。


图9. 叠加于不断增大的环路电流之上的HART信号

AD5755可以配置为仅利用两个外部器件来传输HART信号。HART调制解调器的输出经过衰减后，交流耦合至AD5755的CHART引脚；这导致调制解调器输出在4mA至20mA模拟电流上进行调制，而不会影响该电流的"直流"电平。图10中的电路显示AD5755如何与HART调制解调器接口以实现这种双向通信形式。


图10. AD5755用于HART通信

HART规范要求模拟电流的最大变化速率不得干扰HART通信。很显然，电流输出的步进变化可能会中断HART信号传输。幸运的是，AD5755提供可控制的压摆率，启用该功能后，用户可以通过数字方式限制电流输出的压摆率。