高速D/A轉(zhuǎn)換芯片MX7541原理及應(yīng)用

1概述

MX7541是美國MAXIM公司生產(chǎn)的高速高精度12位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器芯片，由于MX7541轉(zhuǎn)換器件的功耗特別低，而且其線性失真可低達(dá)0.012％，因此，該D/A轉(zhuǎn)換器芯片特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。此外，由于MX7541器件內(nèi)部帶有激光制作的精密晶片電阻和溫度補償電路以及NMOS開關(guān)，因而可充分保證MX7541具有12位的精度。還有一個重要特點是：MX7541的所有輸入均與CMOS和TTL電平兼容。

MX7541在電氣和管腳上都與AD公司的AD7541芯片兼容，它們都采用標(biāo)準(zhǔn)的18腳封裝。其主要電氣特點如下：

2引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖1所示是MX7541的引腳排列圖，各引腳功能如下

VREF?DAC轉(zhuǎn)換器的電壓參考輸入端，其電壓值在±25V之間；

RFB?反饋電阻接入端，在雙極模式時與外置運算放大器輸出相連；

OUT1?OUT2?電流輸出，I1＋I2為常數(shù)；

BIT1～BIT12?數(shù)字量輸出，BIT1為最高位?

VDD?電源輸入?范圍為＋17V～＋5V?

GND?數(shù)字地。

圖2所示是MX7541高速D/A轉(zhuǎn)換芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能圖。

3MX7541的輸入與輸出

MX7541有兩種輸出方式，即單極性輸出和雙極性輸出，兩種方式的電路連接圖分別如圖3和圖4所示。兩種輸出方式的輸入輸出對應(yīng)關(guān)系分別列于表1和表2.

表1單極性輸入輸出關(guān)系

表2雙極性方式中輸入輸出關(guān)系

4MX7541與單片機的連接

由于MX7541是12位數(shù)字輸入，因此它必須與16位以上的單片機相連。當(dāng)其與MCS－96單片機進行連接時，其電路非常簡單，只需把單片機的數(shù)據(jù)線直接與MX7541的輸入線相連即可。程序也很簡單，只要不停地向其送數(shù)據(jù)即可。

5與CPLD的連接

由于目前8位單片機應(yīng)用比較多，再加上MX7541是高速D/A轉(zhuǎn)換器，因此，用單片機來控制MX7541顯得不是很方便。為此，本文介紹一種運用可編程邏輯器件，這里以ALTERA公司的MAX7000系列中的MAX7128S為例，來控制MX7541的方法，該方法進而可推廣到其它高速D/A轉(zhuǎn)換芯片。

這種控制方法的基本思想是利用CPLD連接8位單片機與12位D/A轉(zhuǎn)換器，其中單片機與CPLD之間采用兩根控制線來進行通訊，同時用它們來決定數(shù)據(jù)線中數(shù)據(jù)的種類，表3給出了控制線中的數(shù)據(jù)意義。但應(yīng)注意：該方案的輸入時鐘周期應(yīng)小于單片機的指令周期。下面給出的是利用VERILOG語言所編寫的程序：

modulemx7541（clk，a，b，in，out）；?

outputout；

inputa，b，clk；

input[7.。0]in；

reg[7.。0]out；

reg[7.。0]di；

reg[7.。0]gao；

always＠（negedgeclk）

begin

if（a＝＝0＆b＝＝1）

di＜＝in；

else

if（a＝＝1＆b＝＝0）

gao＜＝in[3：0]；

else

if（a＝＝1＆b＝＝1）

out＜＝{gao[3：0]，di[7：]}；??

end

endmodule

其仿真輸出波形如圖5所示。

表3控制線中的數(shù)據(jù)意義

6結(jié)束語

筆者將MX7541芯片用于高頻波形發(fā)生器?結(jié)果證明：該芯片性能穩(wěn)定?D/A轉(zhuǎn)換線性良好?使用簡單。另外，這種方法也同樣適用于其它同類產(chǎn)品（如MX7542，MX7543，MX7545等芯片）。