CN215378900U - 一种低成本高精度dac模拟量输出的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，包括U7,U7包括OUT1‑1、‑IN1‑2、+IN1‑3、V‑‑4、V+‑8、OUT2‑7、‑IN1‑6和+IN1‑5，OUT1‑1通过线缆连接有C4和R5，R5通过线缆连接有三极管Q2，三极管Q2分别连接有LOOP+和GNDA，C4和+IN1‑3均通过线缆连接有IDAC0，C4和+IN1‑3与IDAC0之间分别通过线缆连接有IDAC1、Vref和LOOP‑，Vref与IDAC0连接部分串连连接有R5，IDAC1与IDAC0连接部分串连连接有R2，IDAC1与R2之间通过线缆连接有R1，R1通过线缆连接有GNDA,LOOP‑与IDAC0之间串连连接有R3，LOOP‑通过线缆与V‑‑4连接，LOOP‑与V‑‑4之间连接有‑IN1‑2；本一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路具有成本低、输出精度高、占用面积少、不存在PWM临界的非线性失真、不存在周期性纹波失真的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，具体为一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路。
背景技术
现在的DAC模拟量输出电路分为两种，一种是使用高精度输出的DAC，通过精确控制输出电压来精确控制输出电流。这类DAC都是单独芯片，通过SPI总线或者其他连接方式与单片机连接。单片机通过程序操作连接接口，对DAC芯片进行设置，使得DAC芯片输出相应的电压。
第二种是使用单片机直接输出PWM，经过低频滤波，间接得到一个电压输出，这个电压控制电压电流转换电路得到一个电流输出。通过调整PWM的占空比，高电平占比时间长，经过低频滤波后，得到的电压就比较高；高电平占比时间短，经过滤波后，得到的电压就比较低。
但是第一种方式设备成本高，占用额外的PCB版面空间，第二种方式，成本低，但是在靠近在上下限附近的区段，非线性严重，输出精度低，同时因为是PWM输出滤波后得到电压，会有和PWM频率相同的纹波干扰，所以需要一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路的出现。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，具有成本低、输出精度高、占用面积少、不存在PWM临界的非线性失真、不存在周期性纹波失真的优点，解决了现有技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，包括U7,所述U7包括OUT1-1、-IN1-2、+IN1-3、V--4、V+-8、OUT2-7、-IN1-6和+IN1-5，所述OUT1-1通过线缆连接有C4和R5，所述C4和+IN1-3均通过线缆连接有IDAC0，所述C4和+IN1-3与IDAC0之间分别通过线缆连接有IDAC1、Vref和LOOP-，所述Vref与IDAC0连接部分串连连接有R5，所述IDAC1与IDAC0连接部分串连连接有R2，所述IDAC1与R2之间通过线缆连接有R1，所述R1通过线缆连接有GNDA,所述LOOP-与IDAC0之间串连连接有R3，所述LOOP-通过线缆与V--4连接，所述LOOP-与V--4之间连接有-IN1-2。
优选的，所述R5通过线缆连接有三极管Q2，所述三极管Q2分别连接有LOOP+和GNDA。
优选的，所述-IN1-2与LOOP-连接处连接有GNDA。
优选的，所述OUT2-7和-IN1-6均通过线缆连接有Vref，所述Vref为基准电压的输出端。
优选的，所述+IN1-5通过线缆连接有Vref2.5，Vref2.5为2.5伏基准电压输入端。
优选的，所述V+-8通过线缆连接有+5V电源。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1.本一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路采用IDAC1和R1、R2及其运算放大器电路组成高精度的低8位分辨率，IDAC0构成高8位分辨率，从而组成16为精度的IDAC输出，通过增加便宜的电阻电容和放大器元件，就可以达到高精度的输出。通过R1,R2对IDAC1电流输出进行分流，然后与IDAC0电流相加，通过R1，R2的分流，将IDAC1的变化分辨率提高，具有成本低、输出精度高、占用面积少、不存在PWM临界的非线性失真、不存在周期性纹波失真的优点。
附图说明
图1为本实用新型一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路的电路结构示意图；
图2为本实用新型一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路的测试数据示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1：
请参阅图1、2，一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路,包括U7,U7包括OUT1-1、-IN1-2、+IN1-3、V--4、V+-8、OUT2-7、-IN1-6和+IN1-5，OUT1-1通过线缆连接有C4和R5，R5通过线缆连接有三极管Q2，三极管Q2分别连接有LOOP+和GNDA，C4和+IN1-3均通过线缆连接有IDAC0，C4和+IN1-3与IDAC0之间分别通过线缆连接有IDAC1、Vref和LOOP-，Vref与IDAC0连接部分串连连接有R5，IDAC1与IDAC0连接部分串连连接有R2，IDAC1与R2之间通过线缆连接有R1，R1通过线缆连接有GNDA,LOOP-与IDAC0之间串连连接有R3，LOOP-通过线缆与V--4连接，LOOP-与V--4之间连接有-IN1-2，-IN1-2与LOOP-连接处连接有GNDA，OUT2-7和-IN1-6均通过线缆连接有Vref，Vref为基准电压的输出端，+IN1-5通过线缆连接有Vref2.5，Vref2.5为2.5伏基准电压输入端，V+-8通过线缆连接有+5V电源；
具体的，采用IDAC1和R1、R2及其运算放大器电路组成高精度的低8位分辨率，IDAC0构成高8位分辨率，从而组成16为精度的IDAC输出，通过增加便宜的电阻电容和放大器元件，就可以达到高精度的输出。通过R1,R2对IDAC1电流输出进行分流，然后与IDAC0电流相加，通过R1，R2的分流，将IDAC1的变化分辨率提高时。
工作原理：本实用新型一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，在使用时，IDAC0通过线缆连接运算放大器的负极输入端，且与R2连接；R2的另一端与IDAC1连接，同时与R1连接，R1的另一端接地，同时参考电压通过R5与运算放大器的负输入端连接，设流过R1的电流位Ix,流过R2的电流为Iy，IDAC0输出电流为I0,IDAC1输出电流为I1，流过R3的电流I3，流过R5的电流为Iref，则Iref = Vref/R5，其中Vref是一个固定的电压，通过改变R5的阻值可以设定基准点电流，根据运算放大器的正负输入端“虚短”特性，Vin+= Vin-，即U7的OUT1-1和-IN1-2电压相同，所以IDAC1的电流被分流为流过R1的Ix和流过R2的Iy，根据电路原理，电压相同的情况下，电流与电阻成反比，所以Ix = Vidac1/R1，Iy= Vidac1/R2，其中Vidac1为IDAC1输出端口的电压，则Ix/Iy = (Vidac1/R1)/(Vidac1/R2)，即Ix/Iy = R2/R1，I1=Ix+Iy，I3=IO+Ix+Iref=I0+I1(R2/(R1+R2))+Iref，因为其中Iref是固定的基准点电流，大小不变化，设电流变化量为Iz,则Iz =I3-Iref= I0+I1(R2/(R1+R2))，选取R1=255R2则IZ=I0+I1(1/256)，可以看到总的电流为I0与I1的二百五十六分之一的和，I1的每单位变化量被缩小为二百五十六分之一，提高了8位分辨率，并且从图2可以看出，本电路将实际精度提高到了0.03%，达到万分之五的输出精度，可以广泛用于仪器仪表行业。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，其特征在于：包括U7,所述U7包括OUT1-1、-IN1-2、+IN1-3、V--4、V+-8、OUT2-7、-IN1-6和+IN1-5，所述OUT1-1通过线缆连接有C4和R5，所述C4和+IN1-3均通过线缆连接有IDAC0，所述C4和+IN1-3与IDAC0之间分别通过线缆连接有IDAC1、Vref和LOOP-，所述Vref与IDAC0连接部分串连连接有R5，所述IDAC1与IDAC0连接部分串连连接有R2，所述IDAC1与R2之间通过线缆连接有R1，所述R1通过线缆连接有GNDA,所述LOOP-与IDAC0之间串连连接有R3，所述LOOP-通过线缆与V--4连接，所述LOOP-与V--4之间连接有-IN1-2。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，其特征在于：所述R5通过线缆连接有三极管Q2，所述三极管Q2分别连接有LOOP+和GNDA。
3.根据权利要求1所述的一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，其特征在于：所述-IN1-2与LOOP-连接处连接有GNDA。
4.根据权利要求1所述的一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，其特征在于：所述OUT2-7和-IN1-6均通过线缆连接有Vref，所述Vref为基准电压的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，其特征在于：所述+IN1-5通过线缆连接有Vref2.5，Vref2.5为2.5伏基准电压输入端。
6.根据权利要求1所述的一种低成本高精度DAC模拟量输出的电路，其特征在于：所述V+-8通过线缆连接有+5V电源。
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