DAC8831在恒電位儀電壓掃描中的應用
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2 DAC8831的軟件編程
用51單片機IO口模擬SPI，用Keil C51編寫(xiě)的DA轉換子程序及注解如下所示：
通過(guò)以上轉換子程序，再通過(guò)編程即可實(shí)現恒電位儀掃描初始電壓的設定及掃描速度的設定，從而使恒電位儀的電壓掃描實(shí)現智能化。
3 實(shí)驗數據
在進(jìn)行電壓測試時(shí)，為減小輸出誤差，外部運放應選擇低噪聲低溫漂的高精度運放(OPA277等)及高精度低溫漂的基準源(REF5020、REF5 040等)，對外部運放要進(jìn)行調零或直接采用斬波穩零運放(如LTC1052等)，本文系統使用OPA277和REF5040。通過(guò)調整電壓數字量來(lái)改變模擬輸出電壓值，使用Thurlby 1905a數字表對系統電壓輸出端進(jìn)行監測，預設電壓和實(shí)測電壓數據對比如表2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161162.htm
由表2分析可知，系統輸出電壓可實(shí)現-4～+4 V連續變化，且實(shí)際誤差小于0．15％，分辨率也達到了0．125 mV，完全滿(mǎn)足恒電位儀中低速掃描對線(xiàn)性度、穩定度及分辨率的要求。
4 誤差分析
對誤差的來(lái)源作如下分析，在雙極性輸出模式下，輸出電壓V0-BIP計算公式如下：
式(1)中V0-UNI為單極性下的輸出電壓，VOS為外部運放的輸入失調電壓，RD為圖3中RFB與RINV的匹配誤差，A為放大器的開(kāi)環(huán)增益。
V0-UNI表達式如下：
式(2)中D為DAC輸入電壓數字量，VREF為基準源電壓，VGE為電壓增益誤差，VZSE為電壓零刻度誤差，INL為電壓整體非線(xiàn)性失真。
以上兩式中，D是由使用者根據需要輸入的該項不會(huì )帶來(lái)誤差，最終誤差主要來(lái)自以下兩個(gè)方面：1)VZSE、INL、RD是由DAC8831自身參數決定的，這是固有誤差，由于DAC8831本身性能優(yōu)異，因此該誤差控制的較好；2)VOS、A、VREF、VGE均是由外部運放及基準源性能指標決定的，也就是說(shuō)外部運放及基準源性能好壞直接影響整體的輸出誤差，這也是影響誤差的主要因素。
不同的運放及基準源性能差異較大，由以上分析可得，要想提高整機性能，必須采用高精度基準源及低放大失真、低輸入偏置電壓、高開(kāi)環(huán)增益的高性能運放，因此選擇REF5040及OPA277來(lái)改善性能，如果能使用比OPA277性能更加優(yōu)越的運放如斬波穩零放大器，輸出誤差可進(jìn)一步減小。
5 結論
恒電位儀在使用外部掃描信號輸入時(shí)可以測量多種電壓變化場(chǎng)合下合金的性能。傳統恒電位儀實(shí)現電壓掃描電路復雜、穩定性差、體積功耗大，而采用DAC8831芯片及圖3中的輸出模式可以實(shí)現雙極性電壓的連續變化、高線(xiàn)性度和高穩定性，且外圍元件少、功耗低、性?xún)r(jià)比高，并可通過(guò)編程實(shí)現各種輸出波形。
在實(shí)際使用中還需注意，由于DA轉換器精度高，容易受外部干擾，所以在布線(xiàn)時(shí)必須注意數字地和模擬地要盡量分開(kāi)，可采用一點(diǎn)接地，電源端和參考電壓端需加旁路電容。應用DAC8831數模轉換芯片制作的電壓線(xiàn)性?huà)呙桦娐芬殉晒?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/應用">應用在恒電位儀中，實(shí)現了掃描電壓的智能化設置。
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