1.5 數字比較器的實際應用結果

實際應用中需要注意EADC 的飽和問題。

上文1.2 節(jié)提到，EADC 的輸出有一定的范圍，當輸入過大或過小時，EADC 的輸出會固定在其上限或下限，此時便是EADC 處于了飽和狀態(tài)。仍以上面提到的實驗為背景進行說明，其中AFE的增益設置為1。

當 Vd 電壓為554mV 時，絕對值量預計為355(因為554/1.5625≈ 355)，EADC 的輸出預計為613(參考1.2 節(jié)最后的等式)。而實際讀取發(fā)現，絕對值量為588，EADC 的輸出為248，這與設想完全不同。分析原因可知，此時EADC 已經處于了正向飽和，輸出的上限為248。

Figure 4. EADC 正向飽和

同樣地，當 Vd 電壓為1.64V 時，絕對值量預計為1050(因為1640/1.5625≈ 1050)，EADC 的輸出預計為-473(參考1.2 節(jié)最后的等式)。而實際讀取發(fā)現，絕對值量為911，EADC 的輸出為-256，這與設想也是完全不同。分析原因亦可知，此時EADC 已經處于負向飽和，輸出的下限為-256。

Figure 5. EADC 負向飽和

綜合上面分析可知，在DAC 的值固定后，絕對值量存在一個范圍，該范圍與AFE 的增益有直接關系，如下表所示。

Table 1. 絕對值量范圍和AFE 增益的關系

可以觀察到，如果AFE 的增益設置為8，DAC 的值為747 時，絕對值的范圍是727~767。此時，如果計劃讓數字比較器在Vd 為1.33V 時觸發(fā)，則其參考值需要設置為850。然而，數字比較器的另一端(輸入為絕對值)最大僅為767，因此數字比較器將沒有機會被觸發(fā)。

實際應用中，設置數字比較器的參考值時需要考慮AFE 的增益，以防止因EADC 提前飽和導致其輸出被鉗制而無法觸發(fā)數字比較器。

2、UCD3138 的內部模數轉換器ADC15

UCD3138 芯片內部共有16 個模數轉換器，其中ADC15 可以在芯片內部連接到AFE 模塊的EAP或EAN 引腳。實際應用中，ADC15 可以用來檢測系統(tǒng)的反饋電壓，在軟件中可以還原出實際的輸出電壓。

2.1 ADC15 的配置

UCD3138 芯片內部的ADC15 可以連接到任意一個AFE 模塊的EAP 或EAN 引腳，完成模擬信號的數字化。在應用時，與其它ADC 的配置方式非常相似，唯一的差別是需要配置ADC15 到指定的AFE。

下面三行代碼是完成ADC15 與AFE 的關聯。其中，AFE_MUX_CH_SEL 為1 是指ADC15 連接到AFE0;AFE_VIN_MUX 為0 是指ADC15 連接到EAP 引腳。

MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_MUX_SEL=3;

MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_VIN_MUX=0;

MiscAnalogRegs.AFECTRL.bit.AFE_MUX_CH_SEL=1;

綜合上述配置，ADC15 是連接到了AFE0 的EAP 引腳，即可以檢測圖1 中的Vd 電壓。

2.2 實驗結果

如圖 4，當Vd 為554mV 時，ADC15 的結果(adc_values.Vout)為902。二者近似符合下面的等式：

如圖5，當Vd 為1.64V 時，ADC15 的結果(adc_values.Vout)為2681。二者近似符合下面的等式：

上述物理值與數字量之間的差別，主要是測量誤差導致。

3、UCD3138 的內部模數轉換器ADC15

UCD3138 芯片內部的數字比較器和模數轉換器ADC15 都可以用來處理與輸出電壓相關的工作。

其中，數字比較器配置之后可以實現對輸出電壓過壓或欠壓等的快速響應與保護;ADC15 配置之后可以精確的采集輸出電壓信息，然后借助軟件設計同樣可以實現對輸出電壓的故障保護。

4、參考文獻

1. UCD3138 datasheet, Texas Instruments Inc.

2. UCD31xx Fusion Digital Power Peripherals Programmer’s Manual, Texas Instruments Inc.

3. UCD31xx Miscellaneous Analog Control _MAC_, Texas Instruments Inc.