12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7311的通信控制及其電流驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2012-02-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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1．2 主控制器使用分析
本設(shè)計(jì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7311與主控制器的接口采用SPI (Serial Peripheral Interlface)接口。SPI接口是一種高速串行輸入輸出接口用于CPU和外圍低速器件之間進(jìn)行同步串行數(shù)據(jù)傳輸，在主器件的移位脈沖下，數(shù)據(jù)按位傳輸，高位在前，低位在后，為全雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到幾Mbps。
本文主控制器為T(mén)MS320F28335系列的DSP。芯片內(nèi)部集成有SPI模塊，與SPI模塊相關(guān)的信號(hào)線為SPISIMO；SPISOMI；
；SPICLK。本設(shè)計(jì)只用到SPISIMO和SPICLK，并且用一個(gè)普通的GPIO引腳用作DAC7311的同步脈沖輸入信號(hào)(DACS)。本設(shè)計(jì)SPI模塊采用主模式工作，波特率選擇250Kbps，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)為16位，時(shí)鐘方式為無(wú)延遲的上升沿方式(Rising edge wilbout delay)即SPI模塊在上升沿的前半周期發(fā)送數(shù)據(jù)，在上升沿接收數(shù)據(jù)。主控制器控制著整個(gè)設(shè)計(jì)的工作流程，首先它給從器件DAC7311的同步輸入脈沖引腳輸入低電平DACS，選中DAC73 11并對(duì)其進(jìn)行初始化。然后通過(guò)SPI模塊設(shè)定串行傳輸時(shí)鐘脈沖，并且也決定著從器件數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC7311的波特率。SPI模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。如圖可知，在時(shí)鐘脈沖的控制下，數(shù)據(jù)從SPIDAT移位寄存器按既定的波特率從SPISIMO引腳按位移出數(shù)據(jù)入DAC7311的數(shù)據(jù)輸入引腳。1．3 DAC7311數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片介紹
DAC7311芯片是一個(gè)12bit的，低功率、單通道、電壓輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。采用通用的三線串行接口，時(shí)鐘頻率可達(dá)50MHz與標(biāo)準(zhǔn)的SPI，QSPI，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的接口兼容。
它內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換采用的是電阻網(wǎng)絡(luò)的組成形式。它的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，其中AVDD由外部的基準(zhǔn)源提供了。二進(jìn)制位流從DAC Regist er移入芯片，通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)(Register String)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，通過(guò)輸出放大器輸出。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149625.htm
DAC7311的輸入位流為標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制位流，其輸出電壓計(jì)算公式為
其中n為轉(zhuǎn)換精度(本設(shè)計(jì)為12)；D為輸入的二進(jìn)制流對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值：AVDD為外部基準(zhǔn)源電壓(本設(shè)計(jì)為4．096V)。
1．4 V／I轉(zhuǎn)換電路的分析
本部分電路主要是對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC7311的電壓輸出V_OUT進(jìn)行處理，把電壓輸出轉(zhuǎn)換為電流輸出。在V／I轉(zhuǎn)換電路中采用一個(gè)差分放大器INA132U作為輸入端，能夠起到抑制共模和零點(diǎn)漂移的作用。電路原理圖如圖4所示。Q1和Q2組成復(fù)合管，電流放大倍數(shù)為兩個(gè)管子各自的電流放大倍數(shù)的乘積，有效的增大了電流的輸出范圍。并且與采用單管相比可以大大緩解工作負(fù)荷以及發(fā)熱量。U2為運(yùn)算放大器，采用射極跟隨的接法。它的輸入阻抗為無(wú)窮大，輸出阻抗為0。這樣，就能夠起到增大輸出驅(qū)動(dòng)電流的作用。因?yàn)椋瑥腞1(精密電阻)支路流出的電流就全部從負(fù)載Rload流出以驅(qū)動(dòng)后級(jí)的儀表設(shè)備。
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