[發明專利]一種基于CPU的高精度的16位D/A轉換電路

無效

• 申請號: 200910010213.1
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN101483438A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 劉瑞;馬晨普;王鋒;王忠福
• 申請（專利權）人: 中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 高永德

技術領域

本發明屬于D/A轉換電路，尤其涉及不使用專門的D/A轉換芯片的16位D/A轉換電路。

背景技術

目前，隨著電子類產品的大范圍推廣，數字電路的應用更為廣泛。目前D/A轉換即數字量向模擬量的轉換，一般是依靠專用的D/A轉換芯片實現。8位和12位的D/A轉換芯片價格較為便宜，16位的D/A轉換芯片價格相對較高，精度越高價格也就越高。使用一般的D/A轉換芯片無法保證精度，使用高精度的D/A轉換芯片升成本較高。傳統的電路控制是以單片機等控制芯片為核心的，但有很多芯片資源并沒有得到充分的利用，而且現在很多芯片都沒有集成D/A功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本、高精度的D/A轉換電路，不用專用的D/A轉換芯片，不需要D/A引腳，實現高精度的D/A轉換。

本發明的技術解決方案是：一種基于CPU的高精度的16位D/A轉換電路，包括基于CPU的控制電路，接口電路、D/A輸出電路和D/A反饋電路，其特征在于：所述的CPU的控制電路的AD采樣腳為16位，所述的D/A輸出電路是一個LM124，包含的四個運算放大器U1A，U1B，U1C，U1D；所述的D/A反饋電路是一個LM124，包含的四個運算放大器U2A，U2B，U2C，U2D。

本發明所述的一種基于CPU的高精度的16位D/A轉換電路，其特征在于所述的D/A輸出電路的四個運算放大器的電路為：自CPU的PWM腳輸出至D/A輸出電路的運算放大器U1A的正向輸入端3腳，反向輸入端2腳與輸出端1腳相連，電阻R1跨接在運算放大器U1A的輸出端1腳與運算放大器U1B的反向輸入端6腳之間，U1B的正向輸入端經電阻R2接地，二極管D1跨接在U1B的反向輸入端6腳和輸出端7腳之間，陰極接在6腳，陽極接7腳，輸出端7腳與二極管D2的陰極相連，電阻R3連在D1的陰極和D2的陽極之間，電阻R6跨接在運算放大器U1A的輸出端1腳與運算放大器U1C的反向輸入端9腳之間，電阻R7跨接在運算放大器U1C的反向輸入端9腳和輸出端8腳之間，U1C的正向輸入端10腳通過電阻R5接地，電阻R4跨接在運算放大器U1C的反向輸入端9腳和二極管D2的陽極之間，U1C的正向輸入端10腳通過電阻R5接地，電阻R8跨接在運算放大器U1C的輸出端8腳和輸出端8腳運算放大器U1D正向輸入端12腳之間，運算放大器U1D輸出端14腳經濾波電容C1接地；所述的D/A反饋電路的四個運算放大器由兩個放大電路和兩個跟隨器組成，運算放大器U2A的1腳和2腳連接在一起，??1腳經電阻R10與運算放大器U2B的反向輸入端6腳相連，運算放大器U2B的正向輸入端5腳經電阻R9接地。電阻R11跨接在6腳和7腳之間，輸出端7腳經電阻R13與運算放大器U2C的反向輸入端9腳相連，U2C的正向輸入端10腳經電阻R12接地，電阻R14跨接在運算放大器U2C的8腳和9腳之間，運算放大器U2C的輸出端8腳與運算放大器U2D的12腳相連，運算放大器U2D的13腳和14腳連接在一起，14腳輸出。

本發明的一種基于CPU的高精度的16位D/A轉換電路的信號走向流程，包括D/A輸出電路的信號走向流程和D/A反饋電路的信號走向流程，其特征在于所述的D/A輸出電路的信號走向流程是：根據需轉換的輸入數字量的大小，調節PWM(脈沖寬度調制)信號的占空比，自CPU的PWM腳輸出至D/A輸出電路的運放U1A的正向輸入端3腳，通過U1A提高信號的輸入阻抗后輸出信號1和信號2兩路信號，信號1經R6進入U1C的反向輸入端9腳，信號2經R1進入U1B的反向輸入端6腳，將信號取反后經二極管D1、D2整流，負向部分作為信號3經過電阻R4輸出，經過電阻R6的信號1和經過電阻R4的信號3疊加，經過疊加的信號為僅有負向的連續的模擬量信號，進入U1C的反向輸入端9腳，從8腳輸出的為信號4，信號4為正向的模擬量信號，經R8進入運算放大器U1D的正向輸入端12腳，從14腳輸出經過電容C1濾波，模擬量信號5，即D/A轉換輸出值；所述的D/A反饋電路的信號走向流程是：信號5由U2A的3腳輸入，由1腳輸出信號6，信號6經U2B的反向輸入端6腳輸入，U2B的輸出端7腳輸出信號7，信號7經U2C的反向輸入端9腳進入U2C，U2C的輸出端8腳輸出信號8，U2D的13腳和14腳連接在一起，成為跟隨器，信號8由U2D的12腳進入U2D，14腳輸出。