MCP4725+TPS60400+CD4051构成的可编程数控电压电流模组(正电压,正负电压,电流)
原标题:MCP4725+TPS60400+CD4051构成的可编程数控电压电流模组(正电压,正负电压,电流)
名称:数控电压电流模组V1.1
NCVAC_ModuleV1.1
note1:Make by MikeXUE
note2:20201227
note3:各个电路单元的功能说明,参数说明均在原理图中标注。
note4:各个单元电路的说明和参数在原理图文件中有描述。
note5:运用的示范、如在医疗、传感器激励等。
模组尺寸:40mmX40mm
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一、功能概述
模组具有三个输出模式:
1.可编程正电压输出,输出范围0V--4.1V,步进为1mV;
2.可编程正负电压输出,输出范围+2.05V---2.05V,步进为1mV;
3.可编程恒流输出,输出范围0----41mA,步进为10uA;
4.以上三种模式均可以通过PWM实现换向输出;
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二、电路概述
1.U5为DAC芯片采用MCP47XX系列芯片,12位精度,IIC通讯,通过Dn(0--4095)设置输出电压Vout;
2.U7使用OPA芯片作为正电压输出单元的电压跟随器,与U5构成单极性纯正电压输出;
3.U9使用OPA芯片作为正负电压输出单元的分压放大跟随电路,与U5构成双极性电压输出;
4.U11使用OPA芯片作为电流输出单元的反馈电路,与U5构成恒流电流输出,R31值的修改可以修改输出电流的范围;
5.U6作为一级选通器,使用CD4051芯片完成对U5输出通道的选择,及完成对三个模式的选择;
6.U8作为二极管选通器,使用CD4052,用于电压类信号输出的换向切换;
7.U10同样作为二极管选通器,使用CD4052,用于电流信号输出的换向切换;
8.U1作为对U8和U19的使能控制芯片,采用SN74LVCX系列非门芯片,保证在选择电压类输出或电流输出的唯一性;
9.MOS2和D2构成电源开关电路,该电源用于整个模组的供电,通过5V_EN管脚控制(高电平使能);LED1用于供电指示;
10.U3为降压芯片,将5V降压到4.1V为模组相关芯片供电;
11.U4为负压芯片,将+5V转换为-5V电压为模组相关芯片供电;
12.通过电路单元相关性与控制类别,原理设计中将互斥与同类信号做了硬件处理,减少了单片机控制端口的数量;
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三、使用说明
1.P1为电源输入以及控制信号端口;
2.P2为输出信号端口;
3.5VBUS与GNDA为电源输出,为DC5V电源;
4.5V_EN管脚控制用于电源控制,高电平使能为模组供电;
5.SCL、SDA为I2C通讯线,模组内部已经完成电阻上拉;
6.CD_A、CD_B用于选择输出模式:
6.1 CD_A=0,CD_B=0:正可编程电压输出模式;
6.2 CD_A=1,CD_B=0:正负可编程电压输出模式;
6.3 CD_A=0,CD_B=1:可编程恒流输出模式;
7.VICD_A作为输出换向控制端口(低电平正向输出,高电平反向输出):可以采用电平控制,也可以采用PWM信号控制;
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