八路13位數(shù)模轉(zhuǎn)換器MAX547的原理及應(yīng)用

MAX547是MAXIM公司生產(chǎn)的8通道、13位輸入、電壓輸出的D/A轉(zhuǎn)換器。其轉(zhuǎn)換是通過倒置的“R-2R”梯形網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)精確輸出放大器可提供電壓輸出。在不需要外部元器件的前提下，MAX547的電壓擺幅達(dá)-4.5V～+4.5V為雙極性電壓輸出。MAX547內(nèi)含帶有13位并行數(shù)據(jù)總線的雙緩沖接口邏輯電路。所有邏輯輸入均與微機(jī)和TTL/CMOS電平兼容。另外，它的輸出建立時間短，輸出電壓與輸入數(shù)字量的線性好。MAX547可用于工業(yè)過程的自動控制、設(shè)備的自動檢測、數(shù)字補(bǔ)償/增益調(diào)整的隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器等。

2．MAX547的特點(diǎn)及引腳功能

MAX547具有如下特點(diǎn)：

?不需調(diào)整，滿13位有效；

?片內(nèi)有8通道的D/A轉(zhuǎn)換器；

?具有緩沖輸出；

?出廠時線性已校準(zhǔn)；

?輸出與輸入一一對應(yīng)；

?單極性或雙極性輸出的電壓擺幅達(dá)±4.5V；

?輸出建立時間短（5μs±1/2LSB）；

?具有雙緩沖輸入鎖存器；

?數(shù)字輸入非同步裝載，一次裝載一對DAC鎖存器；

?具有非同步的清除輸入信號，可將DAC鎖存器內(nèi)容同時復(fù)位到模擬地電平；

?與微處理機(jī)和TTL/CMOS電平兼容。

MAX547有PLCC和塑料FP兩種封裝形式，塑料扁平封裝的MAX547管腳排列如圖1所示，管腳功能

3．工作原理

3．1D/A轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

MAX547的D/A轉(zhuǎn)換是通過倒置的“R-2R”梯形網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，這些網(wǎng)絡(luò)可將13位數(shù)字輸入量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬輸出電壓。輸出電壓的大小與輸入的基準(zhǔn)電壓大小成正比。MAX547芯片中每兩個通道DAC共用一個基準(zhǔn)電壓輸入端（REF）和一個模擬地輸入端（AGND）。每個REF輸入信號決定其所控制通道的滿量程輸出電壓。每個AGND輸入信號決定其所控制通道的偏置電壓。圖2所示是MAX547通過倒置的“R-2R”梯形網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)化的簡化電路原理圖。

圖2中，DAC梯形網(wǎng)絡(luò)的輸出由增益為2的運(yùn)算放大器緩沖。所有緩沖放大器的反相結(jié)點(diǎn)連接各自的基準(zhǔn)電壓輸入端REF。這樣雙極性電壓輸出范圍可以-REF～+REF(4095/4096)。

3．2MAX547工作時序

驅(qū)動MAX547的異步輸入信號可將數(shù)據(jù)從輸入鎖存器傳送到DAC鎖存器。DAC鎖存器的數(shù)據(jù)用來設(shè)置輸出電壓。所有輸入端的控制邏輯均通過電平觸發(fā)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)可以鎖存也可以直接傳送給DAC鎖存器。由和信號共同控制輸入鎖存器。信號用于控制數(shù)據(jù)從輸入鎖存器傳送到DAC鎖存器。當(dāng)和信號同時為邏輯低電平時，輸入鎖存器打開；當(dāng)信號為邏輯低電平時，DAC鎖存器打開，在和為低電平期間，地址線A0，A1，A2必須有效，如圖3所示。否則，數(shù)據(jù)會被寫進(jìn)錯誤的DAC。當(dāng)和兩信號中有一個為邏輯高電平時，數(shù)據(jù)將鎖存在輸入鎖存器，在信號翻傳至邏輯高電平的瞬間，MAX547再把數(shù)據(jù)鎖存至DAC鎖存器。若和信號為邏輯低電平，信號出被置為邏輯低電平，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)正確傳送，信號必須在和信號失效后持續(xù)t3或更長時間的邏輯低電平，如圖3所示。驅(qū)異步信號至邏輯低電平可使所有DAC的輸出端復(fù)位到模似地電平，而與此時、、端輸入信號的狀態(tài)無關(guān)。在信號翻轉(zhuǎn)至邏輯高電平的瞬間，數(shù)據(jù)1000H都被鎖存至所有的輸入鎖存器和DAC鎖存器中。