八路13位數模轉換器MAX547的原理及應用

MAX547是MAXIM公司生產(chǎn)的8通道、13位輸入、電壓輸出的D/A轉換器。其轉換是通過(guò)倒置的“R-2R”梯形網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的。片內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-4.5V～+4.5V為雙極性電壓輸出。MAX547內含帶有13位并行數據總線(xiàn)的雙緩沖接口邏輯電路。所有邏輯輸入均與微機和TTL/CMOS電平兼容。另外，它的輸出建立時(shí)間短，輸出電壓與輸入數字量的線(xiàn)性好。MAX547可用于工業(yè)過(guò)程的自動(dòng)控制、設備的自動(dòng)檢測、數字補償/增益調整的隨機函數發(fā)生器等。

2．MAX547的特點(diǎn)及引腳功能

MAX547具有如下特點(diǎn)：

?不需調整，滿(mǎn)13位有效；

?片內有8通道的D/A轉換器；

?具有緩沖輸出；

?出廠(chǎng)時(shí)線(xiàn)性已校準；

?輸出與輸入一一對應；

?單極性或雙極性輸出的電壓擺幅達±4.5V；

?輸出建立時(shí)間短（5μs±1/2LSB）；

?具有雙緩沖輸入鎖存器；

?數字輸入非同步裝載，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鎖存器內容同時(shí)復位到模擬地電平；

?與微處理機和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轉換的實(shí)現

MAX547的D/A轉換是通過(guò)倒置的“R-2R”梯形網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的，這些網(wǎng)絡(luò )可將13位數字輸入量轉換為相應的模擬輸出電壓。輸出電壓的大小與輸入的基準電壓大小成正比。MAX547芯片中每?jì)蓚€(gè)通道DAC共用一個(gè)基準電壓輸入端（REF）和一個(gè)模擬地輸入端（AGND）。每個(gè)REF輸入信號決定其所控制通道的滿(mǎn)量程輸出電壓。每個(gè)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(guò)倒置的“R-2R”梯形網(wǎng)絡(luò )實(shí)現D/A轉化的簡(jiǎn)化電路原理圖。

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

3．2MAX547工作時(shí)序

驅動(dòng)MAX547的異步輸入信號可將數據從輸入鎖存器傳送到DAC鎖存器。DAC鎖存器的數據用來(lái)設置輸出電壓。所有輸入端的控制邏輯均通過(guò)電平觸發(fā)實(shí)現。數據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。信號用于控制數據從輸入鎖存器傳送到DAC鎖存器。當和信號同時(shí)為邏輯低電平時(shí)，輸入鎖存器打開(kāi)；當信號為邏輯低電平時(shí)，DAC鎖存器打開(kāi)，在和為低電平期間，地址線(xiàn)A0，A1，A2必須有效，如圖3所示。否則，數據會(huì )被寫(xiě)進(jìn)錯誤的DAC。當和兩信號中有一個(gè)為邏輯高電平時(shí)，數據將鎖存在輸入鎖存器，在信號翻傳至邏輯高電平的瞬間，MAX547再把數據鎖存至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)現數據正確傳送，信號必須在和信號失效后持續t3或更長(cháng)時(shí)間的邏輯低電平，如圖3所示。驅異步信號至邏輯低電平可使所有DAC的輸出端復位到模似地電平，而與此時(shí)、、端輸入信號的狀態(tài)無(wú)關(guān)。在信號翻轉至邏輯高電平的瞬間，數據1000H都被鎖存至所有的輸入鎖存器和DAC鎖存器中。