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通道還充當觸發輸入或輸出。DAC4390x-Q1 提供預配置狀態機，可邏輯生成具有可配置時序的對數調光。基于PWM的對數調光適用于汽車內部和外部照明中的對數淡入和淡出應用。DAC4390x-Q1 還支持適用于汽車轉向指示燈的順序動畫。這些設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）。

這些器件可自動檢測 I 2C 或 SPI，并具有內部基準電壓源。該智能DAC的功能集與微型封裝和低功耗相結合，是汽車燈光動畫應用的絕佳選擇。
*附件：dac43901-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 標準，適用于汽車應用：
  • 溫度等級 1：–40°C 至 +125°C，T A
• 數字引腳上的脈寬調制 （PWM） 輸出（218 Hz 至 48.8 kHz）
• 對數調光
• 帶 GPIO 控制的 LED 淡入淡出
• 順序轉向指示燈動畫
• 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行選擇
• 用戶可編程非易失性存儲器 （NVM）
• 內部、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

方框圖

一、產品概述

DAC43901-Q1 與 DAC43902-Q1（統稱 DAC4390x-Q1）是德州儀器推出的 汽車級智能數模轉換器（DAC） ，專為汽車照明場景設計，核心優勢在于支持對數調光、順序轉向動畫及無處理器（processor-less）自主運行。兩款器件均通過 AEC-Q100 1 級認證（工作溫度 - 40~125°C），采用 3mm×3mm 16 引腳 WQFN 緊湊封裝，適配汽車后燈、小燈、內飾燈等空間受限場景。

其中，DAC43901-Q1 提供 2 路 PWM 輸出，側重對數漸入漸出調光；DAC43902-Q1 提供 4 路 PWM 輸出，額外支持轉向指示燈順序動畫，且可通過 TRIG-OUT 引腳級聯擴展通道數，滿足多燈組協同控制需求。

二、核心特性

（一）汽車級可靠性與低功耗

• 環境適應性 ：AEC-Q100 1 級認證，工作溫度 - 40~125°C，耐受靜電放電（HBM±2000V、CDM±500V），滿足汽車電子嚴苛環境要求；
• 低功耗運行 ：休眠模式電流典型值 28μA（VDD=5.5V，內部參考禁用），正常工作電流 DAC43901-Q1 約 1.02mA、DAC43902-Q1 約 1.2mA，適配汽車電池供電場景；
• 寬供電范圍 ：單電源 1.8~5.5V，無需多電源適配，簡化系統供電設計。

（二）靈活的信號輸出與調光功能

1. PWM 輸出特性
   • 輸出通道：DAC43901-Q1（2 路）、DAC43902-Q1（4 路），PWM 頻率范圍 0.218~48.828kHz，7 位占空比分辨率（0%~100%），支持對數調光以匹配人眼視覺特性；
   • 引腳復用：PWM 輸出與 I2C/SPI 編程引腳復用，通過 VREF/MODE 引腳切換 “編程模式”（I2C/SPI 配置）與 “獨立模式”（PWM 輸出），兼顧靈活性與引腳資源優化。
2. 對數漸入漸出
   • 預配置狀態機生成對數調光曲線，避免線性調光的 “視覺跳變”，漸入 / 漸出時間可通過寄存器配置（典型范圍 100ms~1s）；
   • 支持 TRIG-IN 引腳觸發，上升沿啟動漸入、下降沿啟動漸出，適配外部控制信號（如汽車燈光開關）。
3. 順序轉向動畫
   • DAC43902-Q1 專屬功能，4 路 PWM 可設置通道間延遲（典型 100ms），實現 “流水燈” 效果；
   • 支持多器件級聯：通過 TRIG-OUT 與 TRIG-IN 引腳連接，擴展超過 4 路通道，適配長條形轉向燈組。

（三）高集成與自主運行能力

• 無處理器運行 ：內置非易失性存儲器（NVM），可存儲配置參數（如 PWM 頻率、調光時間、通道延遲），上電后無需外部處理器控制，直接進入獨立模式輸出 PWM；
• 多參考選擇 ：支持內部參考（1.21V 典型值）、外部參考（1.7~VDD）或電源電壓作為參考，適配不同系統精度需求；
• 可編程比較器 ：DAC 通道可配置為比較器，支持 TRIG-IN 信號閾值檢測，閾值精度偏移誤差 ±7.5mV（典型值），確保觸發信號穩定識別。

三、器件信息

（一）型號差異與封裝

（二）熱學特性

四、電氣規格

（一）供電與參考特性

（二）PWM 輸出與比較器特性

（三）時序特性

• I2C 時序 ：支持標準模式（100kHz）、快速模式（400kHz）、快速模式 +（1MHz），SCL 高電平最小 400ns（標準模式）、600ns（快速模式）；
• SPI 時序 ：寫操作時鐘最高 50MHz，讀操作最高 2.5MHz（FSDO=1），SYNC 引腳低電平需保持至少 24 個 SCLK 周期；
• 啟動時間 ：上電到輸出穩定典型值 200ms（CAP 引腳接 0.5μF 電容），NVM 配置加載時間 5ms。

五、功能模塊詳解

（一）模擬前端與 DAC 核心

1. DAC 架構 ：采用電阻串架構，8 位分辨率，支持增益配置（1×、1.5×、2×、3×、4×），輸出電壓計算公式隨參考選擇不同而變化：
   • 電源參考：VOUT ? =28DACDATA? ? ×VDD ? （增益 1×）；
   • 內部參考：；
   • 外部參考：VOUT ? =28DACDATA? ? ×VREF ? （增益 1×）。
2. 比較器模式 ：DAC 通道可配置為比較器，TRIG-IN 引腳作為輸入，支持推挽 / 開漏輸出（通過 CMP-x-OD-EN 配置），可用于外部信號閾值檢測（如燈光故障診斷）。

（二）數字控制與狀態機

1. 預配置狀態機
   • DAC43901-Q1 ：默認配置為對數漸入漸出，可設置 PWM 最小 / 最大占空比（PWM-MIN/PWM-MAX）、漸入 / 漸出斜率（SLEW-RATE）及通道延遲（CH0-DELAY/COM-DELAY）；
   • DAC43902-Q1 ：默認配置為順序動畫，4 路 PWM 通道延遲獨立可調，TRIG-OUT 引腳同步輸出，支持級聯擴展。
2. NVM 與配置存儲
   • 支持用戶可編程 NVM，存儲寄存器配置與 SRAM 參數（如 PWM 頻率、調光時間），掉電后參數不丟失，上電自動加載；
   • NVM 特性：擦寫壽命 20000 次（-40~85°C），數據保持時間 50 年（125°C），內置 CRC 校驗（NVM-CRC-FAIL-USER/INT），確保配置數據完整性。

（三）多接口與獨立運行

1. 編程接口 ：自動檢測 I2C/SPI 協議，無需硬件切換：
   • I2C：7 位地址（A0 引腳可配置 4 種地址），支持廣播地址同步更新多器件；
   • SPI：3 線（默認）/4 線模式（啟用 SDO），寫操作 24 位幀格式，讀操作需先啟用 SDO 引腳。
2. 獨立模式（Standalone Mode） ：VREF/MODE 引腳接高電平，禁用編程接口，PWM 輸出直接由 NVM 配置控制，無需外部處理器，降低系統復雜度與成本；
3. 通用 I/O（GPIO） ：2 路 GPIO 引腳（GPIO0/GPIO1），可配置為輸入或輸出，用于外部開關控制或故障反饋。

六、典型應用場景

（一）對數漸入漸出調光（DAC43901-Q1）

• 應用場景 ：汽車內飾燈（如閱讀燈、氛圍燈），實現 “柔和點亮 / 熄滅” 效果，匹配人眼對數視覺特性；
• 核心配置 ：PWM 頻率 218Hz（LED 驅動推薦），漸入 / 漸出時間 1s，通道延遲 500ms（雙燈組先后調光）；
• 硬件連接 ：TRIG-IN 引腳接燈光開關信號，PWM 輸出接 LED 驅動（如 TPS92633-Q1），CAP 引腳外接 1.5μF C0G 電容。

（二）順序轉向動畫（DAC43902-Q1）

• 應用場景 ：汽車后轉向燈、日間行車燈，實現 “流水式” 順序點亮；
• 核心配置 ：4 路 PWM 通道延遲 100ms，PWM 占空比 0%~100%，TRIG-IN 接轉向信號，TRIG-OUT 級聯下一級 DAC；
• 級聯擴展 ：多片 DAC43902-Q1 通過 TRIG-OUT→TRIG-IN 連接，實現 8 路 / 12 路等多通道控制，適配長條形燈組。

七、設計指南

（一）電源與去耦設計

• 供電推薦 ：單電源 1.8~5.5V，VDD 引腳旁并聯 0.1μF 陶瓷電容（靠近引腳），CAP 引腳外接 1.5μF C0G 電容（到 AGND），抑制電源噪聲；
• 參考電路 ：若用外部參考，VREF/MODE 引腳需接 1.7~VDD 電壓，旁并聯 0.1μF 電容，且確保參考電壓滯后 VDD 上電，避免時序沖突。

（二）PCB 布局要點

1. 信號隔離 ：模擬地（AGND）與數字地（通過熱焊盤連接 AGND）單點連接，PWM 輸出線遠離模擬信號（如 TRIG-IN、VREF），減少干擾；
2. 熱設計 ：熱焊盤必須連接 AGND，建議預留散熱過孔（可選），確保結溫不超過 150°C；
3. ESD 防護 ：模擬輸入（TRIG-IN）、PWM 輸出引腳建議外接 TVS 管（如 TVS0701），增強系統 ESD 防護能力。

（三）配置流程

1. 編程模式 ：VREF/MODE 接低電平，通過 I2C/SPI 配置寄存器（如 STATE-MACHINE-CONFIG0 禁用狀態機）、SRAM 參數（如 PWM-MIN/MAX、SLEW-RATE）；
2. 參數保存 ：配置完成后，寫 NVM-PROG 位（COMMON-TRIGGER 寄存器），將參數寫入 NVM；
3. 獨立運行 ：VREF/MODE 接高電平，器件上電自動加載 NVM 配置，輸出 PWM 控制燈光。