高速D/A转换芯片MX7541原理及应用
发布时间：2010-10-25 11:42
发布者：analog_tech
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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｡ 3 MX7541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1 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 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -VREF(4095/4096) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -VREF(2048/4096)=-1/2-VREF 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 -VREF(1/4096) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0V 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 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 +VREF(2047/2048) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 +VREF(1/2048) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0V 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -VREF(1/2048) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -VREF(2048/2048)=-VREF 4 MX7541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: module mx7541(clk,a,b,in,out); output out; input a,b,clk; input[7..0]in; reg[7..0]out; reg[7..0] di; reg[7..0]gao; always @(negedge clk) begin if(a==0 & b==1) di<=in; else if(a==1 & b==0) gao<=in[3:0]; else if(a==1 & b==1) out<={gao[3:0],di[7:]}; end endmodule 其仿真输出波形如图5所示｡ 表3 控制线中的数据意义 控制线A 控制线B 控制意义 0 0 不工作 0 1 低8位数据 1 0 高8位数据 1 1 输出到DA转换器 6 结束语 笔者将MX7541芯片用于高频波形发生器结果证明:该芯片性能稳定D/A转换线性良好使用简单｡另外,这种方法也同样适用于其它同类产品(如MX7542,MX7543,MX7545等芯片)｡ |
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