基于14位D/A转换器的高精度程控电流源

作者：时间：2011-01-02来源：网络收藏

介绍14位D/A转换芯片MAX7534，阐述了以其为核心组成高精度程控电流源的原理，通过其在电液执行机构智能测量仪给定部分中的应用，给出了实用的硬件电路和软件设计思路。
　　关键词：数模转换芯片；程控电流源；硬件电路；MAX7534

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/162523.htm

Highprecision Programmable Current Source Based on 14 bit DAC

ZHOU Zheng

(Dept. of Electrical Engineering, Lanzhou Higher Polytechnic College,
Lanzhou 730050, China)

　　Key words: D/A converter; programmable current source; hardware circuit; MAX7534

1MAX7534简介
　　MAX7534是14位D/A芯片，其引脚排列如图1所示。采用20脚DIP封装；单12～15V电源供电；输出电流信号；低功耗，静态时耗电＜20nA；并行数据输入双缓冲方式，与8位单片机接口方便。

　　当输入数字量为D，参考电压为VREF时，计算公式为
　　

　　上式中a1为最高有效位(MSB)，a14为最低有效位(LSB)。
　　由于D/A输出的模拟量为电流量，要通过一个反相输入的运放才能转换为模拟电压输出。所以，公式(1)变为
　　

　　由式(3)可知，在参考电源一定时，MAX7534数字量输入与模拟输出电压输出关系如表1所示。

　　① 电源类逻辑电源VDD接+12～15V电源；数字地DGND和模拟地AGNDF和参考地AGNDS通常共地；REF为参考电压输入端，该端外接基准参考电压10.000V；RFB为反馈电阻输入端；VSS负电源端。
　　② 模数信号类IOUT为模拟电流输出端。D0～D7为数字并行口。

为地址输入端，不同地址逻辑选择不同数据输入位数。其输入控制信号的逻辑关系如表2所示。

　　MAX7534的单极性输出基本连接如图2所示。模拟地AGNDF、参考地AGNDS、VSS负电源和输出运算放大器A1的(+)端接模拟地；输出IOUT接输出运算放大器A1的(-)端；反馈电阻R2经输出运算放大器A1的输出端接MAX7534的RFB。

　　在高精度电液执行机构智能测量仪开发过程中，电液执行机构要求测试仪通过程控电流源输出4～20mA的给定信号，再经过数据采集单元将阀体动作的反馈参量送回检测系统。按检测要求，本系统设置了五种工作模式：步进模式、任意给定模式、速度跟踪模式、自保模式和传输模式，实现对以伺服放大器为核心的电液控制机构的性能测试。
3.1程控电流源设计
　　根据高精度电液执行机构智能测量仪的要求，综合MAX7534的基本连接，在输出部分设计一个V/I转换器即可满足要求。V/I转换器由运算放大器A2和达林顿晶体管组成。如图3所示。