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高速D/A转换芯片MX7541原理及应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:美国美信公司生产的MX7541系列器件是一种12位并行高速D/A转换器,此芯片可方便地应用于精密仪器的输出控制系统中。文中介绍了该芯片的基本参数和主要特性,给出了MAX7541与单片机和CPLD连接的具体应用电路。
  关键词:D/AMAX7541数模转换器CPLD单片机
  
  1概述
  
  MX7541是美国MAXIM公司生产的高速高精度12位数字/模拟转换器芯片,由于MX7541转换器件的功耗特别低,而且其线性失真可低达0.012%,因此,该D/A转换器芯片特别适合于精密模拟数据的获得和控制。此外,由于MX7541器件内部带有激光制作的精密晶片电阻和温度补偿电路以及NMOS开关,因而可充分保证MX7541具有12位的精度。还有一个重要特点是:MX7541的所有输入均与CMOS和TTL电平兼容。
  
  MX7541在电气和管脚上都与AD公司的AD7541芯片兼容,它们都采用标准的18脚封装。其主要电气特点如下:
  
  ●转换时间:0.6μs;
  
  ●具有12位线性输出(1/2LSB);
  
  ●准确度:1LSB;
  
  ●功耗低,5V情况下通常为450mW;
  
  ●可进行四象限乘法转换;
  
  ●与TTL、CMOS电平兼容。
  
  2引脚功能和内部结构
  
  图1所示是MX7541的引脚排列图,各引脚功能如下
  
  VREFDAC转换器的电压参考输入端,其电压值在±25V之间;
  
  RFB反馈电阻接入端,在双极模式时与外置运算放大器输出相连;
  
  OUT1OUT2电流输出,I1+I2为常数;
  
  BIT1~BIT12数字量输出,BIT1为最高位
  
  VDD电源输入范围为+17V~+5V
  
  GND数字地。
  
  图2所示是MX7541高速D/A转换芯片的内部结构功能图。
  
  3MX7541的输入与输出
  
  MX7541有两种输出方式,即单极性输出和双极性输出,两种方式的电路连接图分别如图3和图4所示。两种输出方式的输入输出对应关系分别列于表1和表2。
  
  表单极性输入输出关系
  
  数字输入量
  模拟量输出
  
  最高位最低位111111111111-VREF(4095/4096)100000000000-VREF(2048/4096)=-1/2-VREF000000000001-VREF(1/4096)0000000000000V
  表2双极性方式中输入输出关系
  
  数字输入量模拟量输出最高位最低位111111111111+VREF(2047/2048)100000000001+VREF(1/2048)1000000000000V011111111111-VREF(1/2048)000000000000-VREF(2048/2048)=-VREF
  4MX7541与单片机的连接
  
  由于MX7541是12位数字输入,因此它必须与16位以上的单片机相连。当其与MCS-96单片机进行连接时,其电路非常简单,只需把单片机的数据线直接与MX7541的输入线相连即可。程序也很简单,只要不停地向其送数据即可。
  
  5与CPLD的连接
  
  由于目前8位单片机应用比较多,再加上MX7541是高速D/A转换器,因此,用单片机来控制MX7541显得不是很方便。为此,本文介绍一种运用可编程逻辑器件,这里以ALTERA公司的MAX7000系列中的MAX7128S为例,来控制MX7541的方法,该方法进而可推广到其它高速D/A转换芯片。
  
  图5仿真输出波形
  
  这种控制方法的基本思想是利用CPLD连接8位单片机与12位D/A转换器,其中单片机与CPLD之间采用两根控制线来进行通讯,同时用它们来决定数据线中数据的种类,表3给出了控制线中的数据意义。但应注意:该方案的输入时钟周期应小于单片机的指令周期。下面给出的是利用VERILOG语言所编写的程序:

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