原标题：高速D/A转换芯片MX7541的工作原理是什么？

　　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:

　　●转换时间:0.6μs;

　　●具有12位线性输出(1/2LSB);

　　●准确度:1LSB;

　　●功耗低,5V情况下通常为450mW;

　　●可进行四象限乘法转换;

　　●与TTL､CMOS电平兼容｡

　　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｡

　　MX7541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

　　数字输入量

　　模拟量输出

　　最高位

　　最低位

　　1 1 1 1

　　1 1 1 1

　　1 1 1 1

　　-VREF(4095/4096)

　　1 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0 0 0 0

　　-VREF(2048/4096)=-1/2-VREF

　　0 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0 0 0 1

　　-VREF(1/4096)

　　0 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0V

　　表2 双极性方式中输入输出关系

　　数字输入量

　　模拟量输出

　　最高位

　　最低位

　　1 1 1 1

　　1 1 1 1

　　1 1 1 1

　　+VREF(2047/2048)

　　1 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0 0 0 1

　　+VREF(1/2048)

　　1 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0V

　　0 1 1 1

　　1 1 1 1

　　1 1 1 1

　　-VREF(1/2048)

　　0 0 0 0

　　0 0 0 0

　　0 0 0 0

　　-VREF(2048/2048)=-VREF

　　4 MX7541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｡

　　图5 仿真输出波形

　　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:

　　module mx7541(clk,a,b,in,out);

　　output out;

　　input a,b,clk;

　　input[7..0]in;

　　reg[7..0]out;

　　reg[7..0] di;

　　reg[7..0]gao;

　　always @(negedge clk)

　　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

　　控制线A

　　控制线B

　　控制意义

　　0

　　0

　　不工作

　　0

　　1

　　低8位数据

　　1

　　0

　　高8位数据

　　1

　　1

　　输出到DA转换器

　　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｡