工業(yè)16位D-A轉換器的組成原理

電路的功能

16位D-A轉換器的分辨率為1/65535，即相當于滿(mǎn)量程電壓的0.0015%，1LSB為-96DB的電平。所以它可作產(chǎn)生高精度波形或測量控流。10V滿(mǎn)量程的1LSB為152.6UV，接近噪聲電平，所以設計電路時(shí)應考慮組裝問(wèn)題。

電路工作原理

本電路采用了廉價(jià)16位DAC芯片PCM54HP，這種器件是為數字音頻設備研制的。數據輸入端接了兩個(gè)0個(gè)8位數據鎖存器，其作用是使16位數據同時(shí)輸入，以減少時(shí)間差引起的噪聲。如果D-A轉換輸出不要求高速響應，也可以去掉鎖存器，而在轉換器輸出端加低通濾波器。

PCM54與普通電壓輸出型DAC基本相同，輸出為正負3伏的雙極電壓。在工業(yè)上應用，要求輸出正負5V或正負10V，所以在輸出端加了放大倍數為3.3倍的放大器A1。最高有效位應由外部控制。用R1、R2和可變電阻DR1調線(xiàn)性和單調遞增性能。

OP放大器A1可根據用途來(lái)選擇，若用于直流電壓發(fā)生電路，可選用置偏、漂移小的精密OP放大器。用于波形發(fā)生器或數字式音頻電路，應選用交流特性好的器件。本電路沒(méi)加失調調節電路，可根據需要添加，電容C1和C2的截止頻率取1MHZ，如用于直流，應降低截止頻率。

元件的選擇

最高有效位控制電路的可變電阻VR1串聯(lián)了R1、R2以后縮小了可變范圍。VR1為穩定器件，應選用多圈式，全部電阻均為金屬膜電阻。宜選用溫度系數小的產(chǎn)品。

調整

雖然調零或滿(mǎn)量程調整都很方便，但最高有效位調整比較困難。調準VR1、用高精度數字萬(wàn)用表測量，以1LSB為單位對16位逐位調整這樣很麻煩。如有大量的轉換器需要調整時(shí)，可把存有數字正弦數據的ROM接在本電路的輸入端，用地進(jìn)制計數器進(jìn)行選址掃描，這樣就可以產(chǎn)生正弦波，調整VR1，使失真儀上指示的失真最小。

組裝注意事項

16分位辨率的D-A或A-D轉換器，因1位的電壓非常微小，所以邏輯電源和模擬電源的接地應明確分開(kāi)，當用數字數據高速產(chǎn)生變化的波形時(shí)，要進(jìn)行良好的接地，以免輸入數據的引線(xiàn)與OP放大器A1外圍引線(xiàn)或DAC的求和點(diǎn)耦合。