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。