 |
DAC813 je 12-bitový DA (Digital-Analog) převodník s paralelními vstupy. Původně byl vyvinut pro připojení k mikroprocesorům. Bez problémů jej lze připojit k mikropočítači a to 8-bitové i 16-bitové. Následující obrázek (obr.1) ukazuje blokové schema tohoto DA převodníku.
obr.1 - blokové schema převodníku DAC813 (Burr Brown)
Převodník má dvě vstupní vyrovnávací paměti, 8-bitovou pro dolních 8-bitů (LSB) a 4-bitovou pro horní 4 bity (MSB). Na tyto vyrovnávací paměti navazuje 12-bitová paměť pro vlastní DA převodník. DAC813 převodník má vlastní referenci 10V s tolerancí ±50mV. Výstup 12-bitového DA převodníku je napěťový přes operační zesilovač, který umožňuje bipolární nebo unipolární výstup s rozsahem 10V nebo 20V. Následující obrázek (obr.2) ukazuje vnitřní zapojení DAC813 a přiřazení vývodů.
obr.2 - vnitřní zapojení DAC813 a přiřazení vývodů
Pro zápis dat do převodníku slouží signály "/WR" (Write), "/LLSB" (Load LSB), "/LMSB" (Load MSB) a "/LDAC" (Load DAC).
Nejprve je nutno provést zápis do vstupních vyrovnávací pamětí. To lze provést buďto postupně, nejprve 8 bitů LSB, pak 4 bity MSB nebo najednou všech 12 bitů. Signálem /LDAC se pak zapíší data do vyrovnávací peměti DA převodníku. Jestliže použijeme pouze 8-bitový port mikropočítače, odešleme nejprve dolních 8 bitů. K tomu použijeme současně signál "/WR" a "/LLSB". Ve druhém kroku odešleme horní 4 bity. K tomu použijeme signály "/WR" a "/MSB" a současně signálem "/LDAC" zapíšeme 12 bitů do paměti DA převodníku. Převodník DAC813 dovoluje současný zápis do více vyrovnávacích pamětí. Následující obrázek (obr.3) ukazuje příklad zapojení DAC813 v bipolárním režimu.
obr.3 - příklad zapojení DAC813 v bipolárním režimu
Vývody "/LMSB" a "/LDAC" jsou spojeny, vývod "/LLSB" je samostatný. Horní 4 bity data (MSB) D8 až D11 jsou připojeny na dolní datové vstupy (LSB). Toto zapojení umožňuje připojit DAC813 na 8-bitový port mikropočítače. V prvém kroku se pomocí signálů "/WR" a "/LLSB" do DAC813 vloží 8 datových bitů LSB (D0 až D7) a ve druhém kroku se do DAC813 vloží nejvyšší 4 bity pomocí signálů "/WR" a "/LMSB" a současně signálem "/LDAC" se všech 12 bitů zapíše do paměti DAC813. Kdž spojíme dohromady všechny signály "/WR", "/LLSB", "/LMSB" a "/LDAC", budou vstupní paměti transparentní. Připojením DAC813 na 12 bitový port mikropočítače, zapíšeme jediným povlem všech 12 bitů přímo do paměti DA převodníku. Signál "/WR" je mnohem rychlejší než signály "/LLSB", "/LMSB" a "/LDAC". To znamená, nejprve nutno nastavit data, následně některý (nebo všechny) ze signálů "/LLSB", "/LMSB" a "/LDAC" a nakonec odeslat signál "/WR".
Signál "/Reset" umožňuje nastavit nulu DA převodníku. V případě bipolárního zapojení (rozsah ±5V nebo ±10V) bude výstup na 0 Volt, tj. ve středu rozsahu -5V až +5V, respektive -10V až +10V. V případě unipolárního zapojení ( 0 až +10V) bude výstup nastaven do středu rozsahu (+5V). Povel "/Reset" tak odpovídá kódu 800H vstupních dat. V případě, že nechceme používat signál "/Reset", musíme jej připojit na napětí mezi +2V až +5V. Pokud takové napětí není v zapojení k dispozici, lze signál připojit přes odpor od 100kΩ až 1MΩ na kladné napájecí napětí. Odpor omezí proud do vstupu "/Reset".
Napájecí napětí DAC813 je symetrické od ±11.4V do ±16V. Doporučuji používat ±12V nebo ±15V. Napájecí vstup VL je napájení vnitřních logických obvodů a tento vstup se spojuje s kladným napájecím napětím. Avšak všechny digitální vstupní signály musí mít úroveň TTL, tj., max +5V. Digitální vstupní signály mohou být řízeny jak z obvodů TTL, tak také z obvodů CMOS, pokud mají úroveň max. +5V. Digitální vstupy by však neměly zůstat nezapojeny. Na nezapojených vstupech se zvýší napětí na přibližně +7V. Sice nedojde ke zničení DAC813, ale dojde ke generování napěťových špiček na napájecí lince a ke snížení rychlosti převodu. Nepoužité digitální vstupy nesmí překročit hodnotu +5.5V a je nutno je spojit na "DCOM". Vstup "DCOM" je digitální zem, "ACOM" je analogová zem. V praxi jsou obě země spojeny. Je možné mít analogovou zem oddělenu od digitální země. Na přesnost DAC813 to však nemá žádný vliv. V případě oddělených zemí, musí být zátěž na výstupu DAC813 připojena proti analogové zemi. Některé provedení DAC813 v DIP pouzdře mají na horní části pouzdra zlacenou plošku, víčko. Tato plocha je spojena se zápornou větví napájení. Je potřeba se vyvarovat nechtěného zkratu tohoto víčka s čímkoliv jiným.
Vstup "BPO" je bipolární ofset. V unipolárním režimu se tento vstup zapojí přes trimr 200Ω na výstup referenčního napětí. V bipolárním režimu v praxi nemá BPO žádný význam a trimr lze vynechat.
Výstupní rozsah DAC813 je v unipolárním režimu 0 až +10V a v bipolárním režimu buďto ±5V nebo ±10V. Odpory 25kΩ a 24.9kΩ na BPO vstupu (viz obr.2) jsou nastaveny na toleranci menší než ±2%. Jestliže přidáme odpor 600Ω do série k výstupu 20V, dosáhneme rozsahu ±10.24V. Jestliže spojíme dohromady oba vstupy 20V (oba odpory 25kΩ budou paralelně) a do série s nimi přidáme odpor 7.98kΩ, dostaneme bipolární rozsah ±8.192V , tedy 4mV na LSB. Spojka J4 označená "FSR" (Full Scale Range) ve schematu v obr.3, umožňuje volit rozsah buďto 10V nebo 20V. Sériový odpor, kterým by došlo k posunutí na binární hodnoty (10.24V nebo 20.48V) není ve schematu použit.
Převodník DAC813 má výbornou linearitu a teplotní stabilitu. Je možné jej použít pro konstrukci velmi přesných zařízení, například pro nastavitelný napěťový nebo proudový kalibrátor, pro přesné dolaďování oscilátorů a podobně. Vzhledem k úrovni LSB (2.44 mV, resp. 4.88mV) je nutno věnovat mimořádnou pozornost návrhu plošného spoje a volbě napájení.
|
