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）。
*附件：dac43902-q1.pdf

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。

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 是德州儀器（TI）推出的車規級智能數模轉換器（DAC） ，核心定位為汽車照明場景的動態控制，支持對數調光、順序轉向動畫等功能，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、內飾燈、小燈等應用場景。

二、核心特性

（一）車規級可靠性與靈活接口

1. 車規認證與環境適應性
   • 符合 AEC-Q100 1 級標準，工作溫度覆蓋 - 40125°C，結溫（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（標準模式 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議，檢測后鎖定協議直至下一次上電；
   • 接口引腳復用：數字引腳可切換為 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）動態調光與動畫功能

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

（三）自主運行與配置存儲

1. 無處理器（Processor-Less）運行
   • 內置預配置狀態機，編程模式下設定參數后，獨立模式可直接調用非易失性存儲器（NVM）中的配置，無需外部處理器干預；
   • 觸發方式靈活：支持 TRIG-IN 引腳外部觸發（如轉向信號）或電源上電自動觸發，適配不同場景的啟動邏輯。
2. 非易失性存儲器（NVM）
   • 支持用戶編程與數據保存，可存儲 PWM 頻率、調光時間、通道延遲等參數，掉電后不丟失；
   • 具備循環冗余校驗（CRC）功能：檢測 NVM 數據完整性，用戶數據（NVM-CRC-FAIL-USER）或內部數據（NVM-CRC-FAIL-INT）損壞時，寄存器自動加載出廠默認值，確保設備可用性。

三、器件信息與電氣規格

（一）型號差異與關鍵參數對比

（二）核心電氣參數（TA=25°C，VDD=1.7~5.5V）

（三）熱學特性（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 架構與參考選擇
   • 采用電阻串架構，支持 3 種參考電壓：內部基準（1.21V，典型值，需通過寄存器啟用）、外部基準（VREF/MODE 引腳輸入，1.7~VDD）、電源電壓（VDD，默認）；
   • 輸出增益可調：內部基準支持 1.5×、2×、3×、4× 增益，外部基準與電源基準固定 1× 增益，滿足不同電壓范圍的觸發閾值需求。
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 值設定（默認）；
   • 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（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 0%、127 對應 100%）；
   • 引腳復用：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，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，直接調用 NVM 中存儲的配置，輸出 PWM 信號或執行順序動畫，此時編程接口禁用，引腳切換為 PWM 輸出。

（三）狀態機與參數配置

1. 預配置狀態機
   • DAC43901-Q1：默認配置為對數 fade-in/fade-out，TRIG-IN 引腳上升沿觸發 fade-in（占空比從 PWM-MIN 升至 PWM-MAX），下降沿觸發 fade-out（占空比從 PWM-MAX 降至 PWM-MIN）；
   • DAC43902-Q1：默認配置為順序轉向動畫，TRIG-IN 觸發后，4 路 PWM 按設定延遲依次 fade-in，支持 TRIG-OUT 級聯下一片器件，實現多通道同步。
2. 關鍵參數配置（通過 SRAM/NVM）
   • 核心參數存儲于 SRAM（臨時）或 NVM（永久），關鍵參數如下表：| 參數 | 存儲地址 | 配置范圍 | 默認值 | 說明 |
     | ------------------- | ----------------- | ----------------------- | -------- | -------------------------------------------------------------- |
     | PWM-MAX | SRAM 0x21[6:0] | 0127（0x000x7F） | 0xF7 | fade-in 目標占空比（7 位） |
     | PWM-MIN | SRAM 0x20[6:0] | 0127（0x000x7F） | 0x00 | fade-out 目標占空比（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 218Hz，1 對應 48.828kHz） |

五、典型應用場景

（一）對數調光（內飾燈 / DAC43901-Q1）

• 應用架構 ：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（如車門開關信號），PWM0/PWM1 接 LED 驅動器（如 TPS92633-Q1），控制內飾燈的柔和亮滅；
• 關鍵配置 ：PWM 頻率設為 218Hz（PWM-FREQ=31），PWM-MAX=0x7F（100% 占空比），PWM-MIN=0x00（0% 占空比），FADE-IN SLEW-RATE=2366（fade-in 時間 1s），COM-DELAY=88（兩通道延遲 500ms）；
• 可靠性設計 ：VDD 引腳并聯 0.1μF 去耦電容，CAP 引腳（內部 LDO）并聯 1.5μF 旁路電容，TRIG-IN 引腳串聯 1kΩ 限流電阻，避免尖峰信號干擾。

（二）順序轉向動畫（尾燈 / DAC43902-Q1）

• 應用架構 ：DAC43902-Q1 工作于獨立模式，TRIG-IN 接轉向信號，4 路 PWM 分別控制尾燈的 4 個 LED 模塊，TRIG-OUT 級聯下一片 DAC43902-Q1（如需擴展至 8 路）；
• 關鍵配置 ：PWM 頻率 218Hz（PWM-FREQ=31），FADE-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）；
• 級聯設計 ：前一片 TRIG-OUT 接后一片 TRIG-IN，后一片 CH0-DELAY 設為 352（累計延遲 200.4ms），確保多器件動畫同步。

六、設計指南

（一）電源與硬件設計

1. 電源配置
   • 供電電壓：1.7~5.5V，推薦使用線性穩壓器（如 TL431LI-Q1）從 12V 車載電源轉換為 5V 供電；
   • 去耦與旁路：VDD 引腳需并聯 0.1μF 陶瓷電容（靠近引腳），CAP 引腳（內部 LDO）并聯 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 布局規則
   • 分區設計：模擬區域（TRIG-IN、VREF/MODE）與數字區域（PWM 輸出、編程接口）分開布局，間距≥0.5mm；
   • 熱設計：散熱焊盤（Thermal Pad）需連接≥20mm2 銅皮，打 4 個 0.3mm 過孔至內層地，確保結溫≤105°C（滿負荷工作）；
   • 阻抗匹配：PWM 輸出與 LED 驅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（如 PWM-FREQ、SLEW-RATE），或直接配置寄存器（如 STATE-MACHINE-CONFIG0 禁用狀態機）；
   3. 配置完成后，寫入 COMMON-TRIGGER 寄存器的 NVM-PROG 位（1），將參數保存至 NVM（自復位位，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，狀態機默認啟用，TRIG-IN 觸發后執行預設動作（fade-in/fade-out 或順序動畫）；
   • 如需修改配置，需重新拉低 VREF/MODE 進入編程模式，重復上述步驟。