基于AD760的高精度直流電壓輸出電路設(shè)計

摘要：文中給出了一種產(chǎn)生高精度直流電壓的實現(xiàn)方法，介紹了基于AD760的D／A轉(zhuǎn)換電路和基于LF411運放的驅(qū)動電路。測試表明該電路輸出的電壓分辨率高，精度好，可作為高精度電壓源應(yīng)用于工控系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：AD760；電壓；精度；工控

隨著技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)中，對測試系統(tǒng)的精度要求越來越高。對于要求具有高精度直流電壓輸出的測試系統(tǒng)，D／A芯片及其外圍電路的選擇值得精心考慮。文中給出了一種基于AD760設(shè)計的高精度直流電壓輸出電路，并已成功應(yīng)用于工控測試系統(tǒng)中。

1 系統(tǒng)設(shè)計
圖1所示為設(shè)計的高精度直流電壓輸出電路的框圖，它由總線端、數(shù)字隔離、D／A轉(zhuǎn)換、電壓驅(qū)動電路組成，D／A采用18位芯片AD760，電壓驅(qū)動電路由運放LF411的跟隨電路來實現(xiàn)。

2 硬件電路設(shè)計
2．1 數(shù)字隔離
為了防止總線端的數(shù)字信號對模擬輸出電壓產(chǎn)生影響，需要將兩邊的數(shù)字信號進行隔離，本板采用了ADI公司的ADUM1400和ADUM1201高速磁隔進行隔離。
2．2 D／A轉(zhuǎn)換
D／A轉(zhuǎn)換采用ADI公司的AD760芯片，如圖2所示是D／A轉(zhuǎn)換電路圖。AD760是一款16／18位可選、可進行自校準(zhǔn)的DAC，內(nèi)置片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源、雙緩沖鎖存器和輸出放大器。它采用ADI公司BiMOSII工藝制造，可以在同一芯片上實現(xiàn)高精度雙極性線性電路與低功耗CMOS邏輯功能。只需發(fā)送脈沖使CAL引腳變?yōu)榈碗娖?，便會啟動自校?zhǔn)功能。CALOK引腳會顯示何時順利完成校準(zhǔn)。校準(zhǔn)期間，可以利用輸出多路復(fù)用器(MUXOUT)將輸出發(fā)送至輸出范圍底部。數(shù)據(jù)可以采用標(biāo)準(zhǔn)二進制、串行數(shù)據(jù)或雙8位字節(jié)格式載入AD760。在串行模式下，可以使用16位或18位數(shù)據(jù)；串行模式輸入格式通過引腳選擇，可以是MSB優(yōu)先或LSB優(yōu)先。通過具有雙重功能的三個數(shù)字輸入引腳(引腳12、13和14)來實現(xiàn)。在字節(jié)模式下，用戶同樣可以定義優(yōu)先加載高字節(jié)還是低字節(jié)數(shù)據(jù)。雙緩沖鎖存結(jié)構(gòu)不僅可以消除數(shù)據(jù)偏斜誤差，還能夠在多DAC系統(tǒng)中同時更新各DAC。當(dāng)CLR選通時，可以利用異步CLR功能將輸出清零至負(fù)滿量程或中量程，具體取決于引腳17的狀態(tài)。