摘要：文中給出了一種產(chǎn)生高直流電壓的實(shí)現(xiàn)方法，介紹了基于AD760的D/A轉(zhuǎn)換電路和基于LF411運(yùn)放的驅(qū)動(dòng)電路。測(cè)試表明該電路輸出的電壓分辨率高，好，可作為高電壓源應(yīng)用于工控系統(tǒng)。

　　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(duì)測(cè)試系統(tǒng)的要求越來越高。對(duì)于要求具有高直流電壓輸出的測(cè)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(jì)的高直流電壓輸出電路，并已成功應(yīng)用于工控測(cè)試系統(tǒng)中。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　圖1所示為設(shè)計(jì)的高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(dòng)電路組成，D/A采用18位芯片AD760,電壓驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)放LF411的跟隨電路來實(shí)現(xiàn)。

圖1 系統(tǒng)框圖

　　2 硬件電路設(shè)計(jì)

　　2.1 數(shù)字隔離

　　為了防止總線端的數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬輸出電壓產(chǎn)生影響，需要將兩邊的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行隔離，本板采用了ADI公司的ADUM1400和ADUM1201高速磁隔進(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)高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?huì)啟動(dòng)自校準(zhǔn)功能。CALOK引腳會(huì)顯示何時(shí)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(jìn)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(gè)數(shù)字輸入引腳（引腳12、13和14）來實(shí)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(shí)更新各DAC.當(dāng)CLR選通時(shí)，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)。

圖2 D/A轉(zhuǎn)換電路

　　AD760采用28引腳、600 mil cerdip封裝，AQ級(jí)的額定溫度范圍為-40~+85℃。

　　由于AD760芯片內(nèi)部基準(zhǔn)源的溫漂為25ppm/℃，對(duì)于溫度變化比較大的系統(tǒng)，此參數(shù)對(duì)輸出電壓影響較大，本板采用外部基準(zhǔn)源AD587芯片，其溫漂為5ppm/℃。電路圖如圖3所示。

圖3 D/A外部基準(zhǔn)電路

　　2.2 電壓驅(qū)動(dòng)

　　AD760的輸出驅(qū)動(dòng)能力只有5mA,帶載能力有限，因此必須加運(yùn)放跟隨電路減小輸出電阻，如圖4所示。

圖4 電壓驅(qū)動(dòng)電路

　　3 印制板設(shè)計(jì)

　　AD760的電源應(yīng)使用10μF和0.1μF電容進(jìn)行旁路。這些電容應(yīng)盡可能靠近該器件，10μF電容為鉭電解電容，0.1μF電容為陶瓷電容?；鶞?zhǔn)芯片AD587應(yīng)盡量接近AD760,加粗其輸出與AD760的REF引腳之間的連線，并在此連線上增加旁路電容，以減小AD760的輸出噪聲對(duì)D/A輸出的影響。

　　4 測(cè)試結(jié)果

　　本電路輸出±10V的雙極性電壓，通過設(shè)置固定的5個(gè)碼值：3FFFF,2FFFF,1FFFF,0FFFF,0,用Agilent34401高6位半萬(wàn)用表測(cè)試，上電后經(jīng)過8個(gè)小時(shí)測(cè)試，其分辨率能達(dá)到17位，能達(dá)到16.7位。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　基于AD760高直流電壓輸出電路設(shè)計(jì)，可提供分辨率為17位、為16.7位的高電壓，適用于工控系統(tǒng)要求高測(cè)量的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn):

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