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高速D/A轉換芯片MX7541原理及應用

時間:2023-02-21 00:11:53 電子通信論文 我要投稿
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高速D/A轉換芯片MX7541原理及應用

摘要:美國美信公司生產的MX7541系列器件是一種12位并行高速D/A轉換器,此芯片可方便地應用于精密儀器的輸出控制系統(tǒng)中。文中介紹了該芯片的基本參數和主要特性,給出了MAX7541與單片機和CPLD連接的具體應用電路。
  關鍵詞:D/AMAX7541數模轉換器CPLD單片機
  
 。备攀
  
 。停兀罚担矗笔敲绹停粒兀桑凸旧a的高速高精度12位數字/模擬轉換器芯片,由于MX7541轉換器件的功耗特別低,而且其線性失真可低達0.012%,因此,該D/A轉換器芯片特別適合于精密模擬數據的獲得和控制。此外,由于MX7541器件內部帶有激光制作的精密晶片電阻和溫度補償電路以及NMOS開關,因而可充分保證MX7541具有12位的精度。還有一個重要特點是:MX7541的所有輸入均與CMOS和TTL電平兼容。
  
 。停兀罚担矗痹陔姎夂凸苣_上都與AD公司的AD7541芯片兼容,它們都采用標準的18腳封裝。其主要電氣特點如下:
  
  ●轉換時間:0.6μs;
  
  ●具有12位線性輸出(1/2LSB);
  
  ●準確度:1LSB;
  
  ●功耗低,5V情況下通常為450mW;
  
  ●可進行四象限乘法轉換;
  
  ●與TTL、CMOS電平兼容。
  
 。惨_功能和內部結構
  
  圖1所示是MX7541的引腳排列圖,各引腳功能如下?
  
 。郑遥牛?DAC轉換器的電壓參考輸入端,其電壓值在±25V之間;
  
 。遥疲?反饋電阻接入端,在雙極模式時與外置運算放大器輸出相連;
  
 。希眨裕?OUT2?電流輸出,I1+I2為常數;
  
  BIT1~BIT12?數字量輸出,BIT1為最高位?
  
  VDD?電源輸入?范圍為+17V~+5V?
  
 。牵危?數字地。
  
  圖2所示是MX7541高速D/A轉換芯片的內部結構功能圖。
  
 。常停兀罚担矗钡妮斎肱c輸出
  
 。停兀罚担矗庇袃煞N輸出方式,即單極性輸出和雙極性輸出,兩種方式的電路連接圖分別如圖3和圖4所示。兩種輸出方式的輸入輸出對應關系分別列于表1和表2。
  
  表單極性輸入輸出關系
  
  數字輸入量
  模擬量輸出
  
  最高位最低位111111111111-VREF(4095/4096)100000000000-VREF(2048/4096)=-1/2-VREF000000000001-VREF(1/4096)0000000000000V
  表2雙極性方式中輸入輸出關系
  
  數字輸入量模擬量輸出最高位最低位111111111111+VREF(2047/2048)100000000001+VREF(1/2048)1000000000000V011111111111-VREF(1/2048)000000000000-VREF(2048/2048)=-VREF
 。矗停兀罚担矗迸c單片機的連接
  
  由于MX7541是12位數字輸入,因此它必須與16位以上的單片機相連。當其與MCS-96單片機進行連接時,其電路非常簡單,只需把單片機的數據線直接與MX7541的輸入線相連即可。程序也很簡單,只要不停地向其送數據即可。
  
 。蹬cCPLD的連接
  
  由于目前8位單片機應用比較多,再加上MX7541是高速D/A轉換器,因此,用單片機來控制MX7541顯得不是很方便。為此,本文介紹一種運用可編程邏輯器件,這里以ALTERA公司的MAX7000系列中的MAX7128S為例,來控制MX7541的方法,該方法進而可推廣到其它高速D/A轉換芯片。
  
  圖5仿真輸出波形
  
  這種控制方法的基本思想是利用CPLD連接8位單片機與12位D/A轉換器,其中單片機與CPLD之間采用兩根控制線來進行通訊,同時用它們來決定數據線中數據的種類,表3給出了控制線中的數據意義。但應注意:該方案的輸入時鐘周期應小于單片機的指令周期。下面給出的是利用VERILOG語言所編寫的程序:
  
 。恚铮洌酰欤澹恚罚担矗保ǎ悖欤,a,b,in,out);?
  
 。铮酰簦穑酰簦铮酰;
  
  inputa,b,clk;
  
 。椋睿穑酰鬧7..0]in;
  
 。颍澹鏪7..0]out;
  
  reg[7..0]di;
  
 。颍澹鏪7..0]gao;
  
 。幔欤鳎幔螅(negedgeclk)
  
  begin
  
 。椋(a==0&b==1)
  
 。洌椋迹剑椋;
  
 。澹欤螅
  
 。椋(a==1&b==0)
  
  gao<=in[3:0];
  
 。澹欤螅
  
 。椋(a==1&b==1)
  
  out<={gao[3:0],di[7:]};??
  
 。澹睿
  
  endmodule
  
  其仿真輸出波形如圖5所示。
  
  表3控制線中的數據意義
  
  控制線A控制線B控制意義00不工作01低8位數據10高8位數據11輸出到DA轉換器
  6結束語
  
  筆者將MX7541芯片用于高頻波形發(fā)生器?結果證明:該芯片性能穩(wěn)定?D/A轉換線性良好?使用簡單。另外,這種方法也同樣適用于其它同類產品(如MX7542,MX7543,MX7545等芯片)。
  
  
  
  

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