高速D/A转换芯片MX7541原理及应用

1概述

MX7541是美国MAXIM公司生产的高速高精度12位数字/模拟转换器芯片，由于MX7541转换器件的功耗特别低，而且其线性失真可低达0.012％，因此，该D/A转换器芯片特别适合于精密模拟数据的获得和控制。此外，由于MX7541器件内部带有激光制作的精密晶片电阻和温度补偿电路以及NMOS开关，因而可充分保证MX7541具有12位的精度。还有一个重要特点是：MX7541的所有输入均与CMOS和TTL电平兼容。

MX7541在电气和管脚上都与AD公司的AD7541芯片兼容，它们都采用标准的18脚封装。其主要电气特点如下：

2引脚功能和内部结构

图1所示是MX7541的引脚排列图，各引脚功能如下

VREF?DAC转换器的电压参考输入端，其电压值在±25V之间；

RFB?反馈电阻接入端，在双极模式时与外置运算放大器输出相连；

OUT1?OUT2?电流输出，I1＋I2为常数；

BIT1～BIT12?数字量输出，BIT1为最高位?

VDD?电源输入?范围为＋17V～＋5V?

GND?数字地。

图2所示是MX7541高速D/A转换芯片的内部结构功能图。

3MX7541的输入与输出

MX7541有两种输出方式，即单极性输出和双极性输出，两种方式的电路连接图分别如图3和图4所示。两种输出方式的输入输出对应关系分别列于表1和表2.

表1单极性输入输出关系

表2双极性方式中输入输出关系

4MX7541与单片机的连接

由于MX7541是12位数字输入，因此它必须与16位以上的单片机相连。当其与MCS－96单片机进行连接时，其电路非常简单，只需把单片机的数据线直接与MX7541的输入线相连即可。程序也很简单，只要不停地向其送数据即可。

5与CPLD的连接

由于目前8位单片机应用比较多，再加上MX7541是高速D/A转换器，因此，用单片机来控制MX7541显得不是很方便。为此，本文介绍一种运用可编程逻辑器件，这里以ALTERA公司的MAX7000系列中的MAX7128S为例，来控制MX7541的方法，该方法进而可推广到其它高速D/A转换芯片。

这种控制方法的基本思想是利用CPLD连接8位单片机与12位D/A转换器，其中单片机与CPLD之间采用两根控制线来进行通讯，同时用它们来决定数据线中数据的种类，表3给出了控制线中的数据意义。但应注意：该方案的输入时钟周期应小于单片机的指令周期。下面给出的是利用VERILOG语言所编写的程序：

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

其仿真输出波形如图5所示。

表3控制线中的数据意义

6结束语

笔者将MX7541芯片用于高频波形发生器?结果证明：该芯片性能稳定?D/A转换线性良好?使用简单。另外，这种方法也同样适用于其它同类产品（如MX7542，MX7543，MX7545等芯片）。