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18位数/模转换芯片DAC9881的原理与应用

作者:时间:2009-08-26来源:网络收藏


数/转换器是一种将数字量转换成拟量的器件,简称D/A转换器或(Digital to Analog Con-vetter)。是数字控制系统中的关键器件,用于微处理器输出的数字信号与电压或电流等拟信号的转换,并送入执行机构进行控制或调节。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/188707.htm

1 芯片的主要性能特点
T1公司的是目前最高精确度的D/A。串行输入、电压输出、单电源供电。它采用成熟的HPA07 COMS加工技术,分辨率达到18 b,采用标准的SPI(Serial PeripheralInterface)串行数据输入方式,输入数据时钟频率可达50 MHz,最低有效位稳定至1 LSB,时间仅为5μs,满足DSP,MCU,FPGA等系统的快速性要求。输出电压信号的最大值取决于外部参考电压+VREF,它的范围为2.7~5. 5 V;单通道输出;持续工作时典型功耗为4 mw;最大积分非线性为±2 LSB(INL);最大微分非线性为±1 LSB(DNL);具有超宽的工作温度范围:-40~+125℃。该芯片的特点是具有线性性质优良,噪音低和输出转换特性快速;该芯片通过采用复杂的低噪音缓冲器,使噪音比采用外接元器件构成同等精度的DAC转换器减少75%,其噪音比为24 nV/Hz。配置可编程挂起(低电压模式)和运行功能,可以使系统在不需要进行D/A转换时将DAC芯片挂起,此时输出近似为0.000 0 V,功耗降到125μW,直到接收到写命令操作为止。这样既可显著地降低系统的功耗,同时还能够保证在接到写命令操作后正常写人数据,无需外加电源控制电路,简化设计步骤。

2 芯片工作原理
DAC的数据输入方式为串行输入,即工作节拍SCLK是和串行二进制数码定时同步的,输入端不需要缓冲器,串行二进制数码在时钟同步下控制D/A转换器逐位工作。因此,转换1个24位输入数码需要24个工作节拍周期,即需要24个时钟周期。串行数据输入后,经过逻辑网络,将串行数据转换为并行数据,进入并行T型电阻网络(分段式R一2R网络),通过保证电阻R的阻值一致性,用微调技术实现对积分线形度及微分线形度进行微调,以实现最优化的积分线性度性能,然后经运算放大器后输出电压信号。内部结构图如图1所示。

3 引脚及引脚功能
3.1 DAC引脚
DAC9881引脚如图2所示。

3.2 主要引脚功能介绍
主要引脚功能介绍如表1所示。

4 芯片的电气特性
4.1 输出电压
对于高精度DAC,系统接地和导线电阻的问题变得尤为重要。如该DAC芯片为18位转换器,当系统的满量程输出为5 V时,1个LSB的值仅为19μV。输出电压范围:


式中:VREFH为参考电压上限;VREFL为参考电压下限;CODE为输出数据位,范围0~262 143;G为增益,由GAIN引脚设定。


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关键词: 9881 DAC 转换芯片

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