在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，對于電源管理芯片的性能要求愈發(fā)嚴(yán)苛，其中實(shí)現(xiàn)高分辨率的脈沖輸出成為眾多應(yīng)用場景的關(guān)鍵需求。LT8722 作為一款高性能、高效率的單片全橋 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，在高分辨率脈沖的生成方面展現(xiàn)出卓越的能力，廣泛應(yīng)用于如通信設(shè)備、工業(yè)控制以及醫(yī)療設(shè)備等對電源精度和穩(wěn)定性要求極高的領(lǐng)域。

LT8722 的架構(gòu)與基本工作原理

LT8722 的全橋架構(gòu)是其實(shí)現(xiàn)多種功能的基礎(chǔ)。全橋的一側(cè)由脈沖寬度調(diào)制(PWM)降壓功率級驅(qū)動，PWM 技術(shù)通過調(diào)節(jié)脈沖的占空比來控制輸出電壓的平均值。在一個開關(guān)周期內(nèi)，功率管導(dǎo)通時，電感儲能，電流上升;功率管關(guān)斷時，電感釋放能量，電流下降。通過精確控制功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，即調(diào)節(jié)占空比，就能夠?qū)崿F(xiàn)對輸出電壓的調(diào)整。例如，在一個 100μs 的開關(guān)周期內(nèi)，如果功率管導(dǎo)通時間為 30μs，那么占空比就是 30% 。這種通過占空比調(diào)節(jié)輸出電壓的方式，為脈沖的生成提供了基礎(chǔ)的調(diào)節(jié)手段。

另一側(cè)由線性功率級驅(qū)動，線性功率級能夠提供更加平滑的輸出，對 PWM 降壓功率級輸出的脈沖進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。當(dāng) PWM 降壓功率級輸出的脈沖存在一定的紋波或者需要更精確的電壓微調(diào)時，線性功率級就發(fā)揮作用。它根據(jù)輸入信號，通過調(diào)整自身的導(dǎo)通電阻，對脈沖電壓進(jìn)行連續(xù)的、線性的調(diào)節(jié)，從而使最終輸出的脈沖更加平滑、穩(wěn)定，減少紋波干擾。

25 位數(shù)字 - 模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)的核心作用

LT8722 集成的 25 位 DAC 在實(shí)現(xiàn)高分辨率脈沖方面扮演著核心角色。DAC 的作用是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，其分辨率決定了能夠產(chǎn)生的模擬信號的精細(xì)程度。25 位的分辨率意味著它能夠產(chǎn)生 2 的 25 次方，即 33554432 個不同的模擬電平值。這種極高的分辨率使得在調(diào)節(jié) LT8722 的輸出電壓時，可以實(shí)現(xiàn)非常精細(xì)的控制。

在產(chǎn)生高分辨率脈沖時，DAC 根據(jù)輸入的數(shù)字控制信號，精確地輸出與之對應(yīng)的模擬電壓。這個模擬電壓作為參考信號，對 PWM 降壓功率級和線性功率級的工作狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。比如，當(dāng)需要輸出一個特定幅值和形狀的高分辨率脈沖時，數(shù)字控制系統(tǒng)會向 DAC 輸入一系列的數(shù)字代碼，DAC 將這些數(shù)字代碼轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓值。這些模擬電壓值會精確地控制 PWM 降壓功率級中功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，以及線性功率級的調(diào)節(jié)程度，從而使得最終輸出的脈沖能夠達(dá)到極高的分辨率，滿足諸如高精度測量、精密信號發(fā)生等應(yīng)用場景對脈沖分辨率的嚴(yán)苛要求。

時鐘與頻率控制對脈沖分辨率的影響

時鐘信號是整個系統(tǒng)工作的節(jié)拍器，對于 LT8722 實(shí)現(xiàn)高分辨率脈沖至關(guān)重要。在產(chǎn)生脈沖的過程中，時鐘信號控制著 PWM 降壓功率級的開關(guān)頻率以及 DAC 的轉(zhuǎn)換速率等關(guān)鍵參數(shù)。以 3MHz 的開關(guān)頻率為例，其周期為 333ns。在如此短的周期內(nèi)，系統(tǒng)需要精確地完成功率管的導(dǎo)通與關(guān)斷操作，以及 DAC 對輸出電壓的調(diào)節(jié)。

較高的開關(guān)頻率有助于提高脈沖的分辨率。因?yàn)樵谙嗤臅r間內(nèi)，更高的開關(guān)頻率意味著可以進(jìn)行更多次的脈沖調(diào)節(jié)。在一個較長的脈沖周期內(nèi)，如果開關(guān)頻率較低，可能只能對脈沖進(jìn)行有限次數(shù)的調(diào)整，這樣脈沖的分辨率就會受到限制。而當(dāng)開關(guān)頻率提高后，在同樣的脈沖周期內(nèi)，可以進(jìn)行更多次的細(xì)微調(diào)整，使得脈沖的形狀更加精確，分辨率更高。例如，將開關(guān)頻率從 1MHz 提高到 3MHz，在一個 1ms 的脈沖周期內(nèi)，1MHz 開關(guān)頻率下只能進(jìn)行 1000 次調(diào)整，而 3MHz 開關(guān)頻率下則可以進(jìn)行 3000 次調(diào)整，顯然 3MHz 時能夠?qū)崿F(xiàn)更高的脈沖分辨率。

同時，時鐘信號的穩(wěn)定性也直接影響脈沖分辨率。如果時鐘信號存在抖動，那么在控制 PWM 降壓功率級和 DAC 時就會出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致輸出的脈沖不穩(wěn)定，分辨率下降。因此，為了實(shí)現(xiàn)高分辨率脈沖，需要保證時鐘信號具有極高的穩(wěn)定性，盡可能減少時鐘抖動帶來的影響。

其他關(guān)鍵因素及應(yīng)用案例

除了上述因素外，LT8722 的 SPI 接口也為實(shí)現(xiàn)高分辨率脈沖提供了便利。SPI 接口可用于配置和控制芯片，用戶能夠通過它靈活地設(shè)置輸出電壓、輸出電流限制、電壓限制以及開關(guān)頻率等參數(shù)。在需要高分辨率脈沖的應(yīng)用中，用戶可以通過 SPI 接口精確地調(diào)整這些參數(shù)，以適應(yīng)不同的脈沖生成需求。在一些精密測量儀器中，需要根據(jù)測量的具體要求，實(shí)時調(diào)整脈沖的參數(shù)，SPI 接口就能夠快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這些參數(shù)的變更，確保生成的高分辨率脈沖滿足測量需求。

在實(shí)際應(yīng)用中，如在醫(yī)療設(shè)備中的磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，需要高精度的電源脈沖來驅(qū)動射頻線圈等關(guān)鍵部件。LT8722 憑借其高分辨率脈沖生成能力，能夠?yàn)? MRI 系統(tǒng)提供穩(wěn)定、精確的電源脈沖，保證射頻信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從而提高成像質(zhì)量。在通信基站中，對于信號的調(diào)制和解調(diào)需要高精度的脈沖信號，LT8722 的高分辨率脈沖可以確保信號調(diào)制的準(zhǔn)確性，減少信號失真，提高通信質(zhì)量和效率。

LT8722 通過其獨(dú)特的架構(gòu)設(shè)計(jì)、高精度的 DAC、精準(zhǔn)的時鐘與頻率控制以及靈活的 SPI 接口等多方面因素的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了高分辨率脈沖的輸出。這使得它在眾多對電源精度和脈沖分辨率要求苛刻的應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其在未來的電子系統(tǒng)中有望繼續(xù)展現(xiàn)強(qiáng)大的性能優(yōu)勢，推動相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。