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3V数/模转换器(DAC)在±10V中的应用 评论(0) 收藏(0
所属分类:基础电路 运算放大
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摘要:

使用3.3V电源供电的现代逻辑系统有时运行在工业环境,可能需要±10V的电压驱动,例如PLC、发送器、电机控制等。满足这一需求的一种方法是选择能够提供±10V电压摆幅的DAC,但更好的方法是使用3.3V的DAC,然后将其输出放大到±10V,理由是:

  • 3.3V DAC比±10V DAC具有更高的逻辑完整性。
  • 3.3V DAC具有更高速率的逻辑接口,可以解脱微控制器部分任务使其处理其它工作。
  • DAC有可能集成在一个大规模、3.3V供电的芯片内(如微控制器),无法提供±10V输出摆幅。
  • 外部负载可能要求一定的输出电流驱动,或驱动容性负载,而±10V DAC无法达到这一需求。

电路框图

电路框图如图1a所示,包含五个主要部分:DAC、基准源、偏置调节、基准源缓冲器与输出缓冲器。

DAC提供相对于基准点压的数字至电压转换,偏置电路对DAC单极性传递函数进行调节,以产生双极性输出,并可校准0V输出点。基准缓冲器能够为基准源提供负载隔离和失调调节。输出缓冲器将偏置电压叠加到信号上,并提供所需的增益,使输出摆幅达到所需要求。另外,输出缓冲器还提供一定的负载驱动能力。

电路说明

图1和图1a所示电路提供了一个将3.3V供电、16位DAC输出通过放大获得±10V输出摆幅的方案。DAC (U2)输出范围:0至2.5V,连接至运算放大器U3的同相输入端。放大器提供(1 + 26.25k/3.75k)或8倍的同相增益。运算放大器的反相输入端接+1.429V电压,该电压由基准和电阻分压网络产生。运算放大器对反相输入的增益为-(26.25k/3.75k)或-7。DAC的0V输出对应于最大负向电压:(0 x 8 ) - (7 x 1.429) = -10V。DAC的满量程输出2.5V对应于最大正向电压:(2.5 x 8) - (7 x 1.429) = +10V。

图1.

图1a.

电路包括以下器件:

  • U1:MAX6133A,2.5V基准源
  • U2:MAX5443,16位、3.3V供电串行DAC
  • U3与U4:OP07A,精密运算放大器,±15V供电
  • U5:MAX5491A,带有ESD保护的精密电阻网络,3:4分压比
  • U6:MAX5491A,带有ESD保护的精密电阻网络,1:7分压比
  • U7:MAX5423,100k、256级、非易失数字电位器

详情见上传文档(点击下载)


MAX5423数据手册.pdf [ 384.3 KB ] [ 使用说明 ] [ 下载次数:3 ]
MAX5443数据手册.pdf [ 244.1 KB ] [ 使用说明 ] [ 下载次数:1 ]
MAX5491数据手册.pdf [ 155.4 KB ] [ 使用说明 ] [ 下载次数:1 ]
MAX6133数据手册.pdf [ 510.4 KB ] [ 使用说明 ] [ 下载次数:1 ]
3V数、模转换器(DAC)在±10V中的应用.pdf [ 203.1 KB ] [ 使用说明 ] [ 下载次数:7 ]
电路图.jpg [ 50.9 KB ] [ 原理图 ] [ 下载次数:0 ]
电路框图.jpg [ 22.4 KB ] [ 框图 ] [ 下载次数:0 ]

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