四通道16位DAC节省多通道PLC的空间、成本和功耗

用户可以切换各通道的DC/DC转换器开关信号的频率和相位，以实现电路和器件的优化。

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℃。假设系统的环境温度TA, 为85℃。LFCSP封装的热阻, θJA, 典型值为 28℃/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2W，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。

启用动态电源功能时，在24mA输出电流下片内功耗约为50mW，而无调节时的片内功耗则为400mW。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。

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。

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。

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。

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HAR调制解调器接口以实现这种双向通信形式。

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。

　　AD5755 完整解决方案

图 11显示采用AD5755的典型设置。(图中显示了一个HART调制解调器通道，但有四路HART输入可用，每个通道一路输入。)当使能动态电源控制特性时，每个通道需要四个外部器件：一个饱和电流约为1A的电感、一个开关二极管和两个具有低等效串联电阻(ESR)的电容。利用极少的外部器件，AD5755提供一款集成的单芯片、高性能系统解决方案。总非调整误差(TUE)典型值为0.01%，其中包括25℃C时的所有增益和失调误差。