[發(fā)明專利]一種高效的超高精度DAC的合成方法及裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910346592.5
• 申請日: 2019-04-27
• 公開（公告）號: CN110365336A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國福;徐偉專;甘偉;方正;胡能鋼;熊艷
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南銀河電氣有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M1/08;H03M1/66
• 代理公司: 廣州凱東知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44259
• 代理人: 李勤輝

1.一種高效的超高精度DAC的合成方法，其特征包括以下步驟：

S1、取高分辨率的兩個(gè)DAC；

S2、將數(shù)字量輸入作為DAC指令分別發(fā)送至上述兩個(gè)DAC；

S3、將上述兩個(gè)DAC的輸出合成后作為超高分辨率DAC的輸出，合成采用以下公式：

其中V_out為超高分辨率DAC輸出，R₁、R₂、R₃、R₄均為電阻，V₁、V₂為兩個(gè)DAC的輸出電壓。

2.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述合成方法的超高精度DAC的合成裝置，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器組，其特征在于：該數(shù)模轉(zhuǎn)換器組采用高分辨率的DAC1和DAC2，將數(shù)字量輸入作為DAC指令通過數(shù)據(jù)總線分別發(fā)送至所述DAC1和DAC2，DAC1和DAC2的輸出經(jīng)過合成電路進(jìn)行所述合成，得到超高分辨率DAC輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述超高精度DAC的合成裝置，其特征在于：所述合成電路包含四個(gè)精密電阻R₁、R₂、R₃、R₄，一個(gè)濾波電容C和一個(gè)高精度運(yùn)算放大器OP，其中R₁、R₂、R₃、R₄用于決定DAC1與DAC2的權(quán)值，濾波電容C用于濾除電壓中的高頻分量，運(yùn)算放大器OP的輸出作為超高分辨率DAC的輸出，其反相輸入端經(jīng)過電阻R₄接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述超高精度DAC的合成裝置，其特征在于：所述運(yùn)算放大器OP的輸出端通過反饋校正電路連接至數(shù)據(jù)總線輸入端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述超高精度DAC的合成裝置，其特征在于：DAC1和DAC2均采用24位分辨率，取R₁＝1kΩ，R₂＝256kΩ，R₃＝1kΩ，R₄＝256kΩ，代入式(1)可得：

選DAC的輸出電壓范圍為[-2.5，2.5]，單位為V，當(dāng)DAC輸出正電壓時(shí)，其中N₁∈[0,2²³),N₂∈[0,2²³)，代入式(2)可得：

當(dāng)DAC輸出負(fù)電壓時(shí)，其中N₁∈[2²³,2²⁴),N₂∈[2²³,2²⁴)，代入式(2)可得：

得到32位DAC輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述超高精度DAC的合成裝置，其特征在于：所述反饋校正電路由32位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù)字信號處理器DSP組成，該32位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC對輸出結(jié)果進(jìn)行采樣并將采樣結(jié)果傳輸給DSP，DSP以DAC的指令和ADC的采樣結(jié)果為依據(jù)，通過數(shù)據(jù)總線對所述DAC1和DAC2的指令分別進(jìn)行校正，如此形成閉環(huán)反饋。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述超高精度DAC的合成裝置，其特征在于：所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器組、合成電路和反饋校正電路集成于PCB板卡上。