一種單路高精度dac擴(kuò)展為多路高精度dac的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置及方法。裝置包括MCU單元、單通道高精度DAC單元、譯碼器單元、以及多個(gè)采樣保持放大器單元，所述MCU單元與單通道高精度DAC單元的輸入端、譯碼器單元的輸入端相連，所述單通道高精度DAC單元的輸出端與多個(gè)采樣保持放大器單元的輸入端相連，所述譯碼器單元的輸出端與多個(gè)采樣保持放大器單元的控制端相連。本發(fā)明通過對一片單通道高精度DAC的多路復(fù)用，完成了多路高精度DAC輸出的功能。且輸出精度高、穩(wěn)定性好、成本低廉，各路輸出的一致性較好。
【專利說明】
-種單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別設(shè)及一種單路高精度DA訝廣展為 多路高精度DAC的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（英語:Digital to analog converter,英文縮寫：DAC)是一種將 數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的設(shè)備。在數(shù)字系統(tǒng)中（例如計(jì)算機(jī)），信號W數(shù)字方式存儲和傳 輸。當(dāng)數(shù)字系統(tǒng)與外界模擬設(shè)備交流時(shí)，則需要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，DAC就是完成 運(yùn)個(gè)工作的器件，從而使得數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)能夠很好的對接。DAC器件廣泛應(yīng)用于儀器 儀表中。
[0003] 在儀器儀表和自動化控制領(lǐng)域中，常常需要控制單元同時(shí)輸出多路高精度模擬量 來控制外部的設(shè)備。例如在多路控溫儀中，需要輸出多路模擬量來控制每一路的溫度。
[0004] 一般來說，多路D/A轉(zhuǎn)換通道的實(shí)現(xiàn)方法有:采用多片單路DAC忍片來完成和采用 自帶多路DAC輸出通道的忍片來完成。但是如果一個(gè)項(xiàng)目要求多路高精度的模擬量輸出時(shí) (例如8路或16路模擬量），則面臨著很多問題。原因是單通道高精度DAC忍片的價(jià)格相對較 貴，項(xiàng)目的總成本比較高，同時(shí)多個(gè)高精度的DAC忍片會增加 PCB板的布線難度，多路模擬量 輸出的一致性會存在一些問題等;而另一方面，超過8路W上的多通道高精度DAC忍片不常 見，價(jià)格更加昂貴且采購困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置，該裝置 使用一片單通道的高精度DAC忍片來實(shí)現(xiàn)多路高精度DAC的模擬量輸出，既降低成本，又完 成了多路高精度DAC輸出。
[0006] 本發(fā)明還提供一種單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的方法。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[000引一種單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置，包括MCU單元、單通道高精度 DAC單元、譯碼器單元、W及多個(gè)采樣保持放大器單元，所述MCU單元與單通道高精度DAC單 元的輸入端、譯碼器單元的輸入端相連，所述單通道高精度DAC單元的輸出端與多個(gè)采樣保 持放大器單元的輸入端相連，所述譯碼器單元的輸出端與多個(gè)采樣保持放大器單元的控制 端相連。
[0009] 進(jìn)一步地，所述MCU單元的型號為8051系列單片機(jī)。
[0010] 進(jìn)一步地，所述單通道高精度DAC單元的型號為16位的DA 口 09。
[0011] 進(jìn)一步地，所述譯碼器單元的型號為74肥138。
[0012] 進(jìn)一步地，所述采樣保持放大器單元的型號為LF398。
[0013 ]本發(fā)明還提供一種單路局精度DAC擴(kuò)展為多路局精度DAC的方法，包括W下步驟：
[0014]步驟1、MCU單元根據(jù)需要輸出數(shù)字量給單通道高精度DAC單元，使其完成模擬輸出 ①需要的高精度模擬量值輸出；
[0015] 步驟2、單通道高精度DAC單元的輸出，同時(shí)傳送給多個(gè)采樣保持放大器單元的輸 入端；
[0016] 步驟3、MCU單元控制譯碼器單元的輸出，使其打開采樣保持放大器單元①的控制 端，使得DAC輸出值傳送到模擬輸出①，然后關(guān)閉采樣保持放大器單元①的控制端，采樣保 持放大器單元①的輸出保持不變，則模擬輸出①也不變化；
[0017] 步驟4、反復(fù)重復(fù)步驟1、2、3,使模擬輸出②、模擬輸出③、模擬輸出η得到需要的輸 出。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明通過對一片單通道高精度DAC的多路 復(fù)用，完成了多路高精度DAC輸出的功能。且輸出精度高、穩(wěn)定性好、成本低廉，各路輸出的 一致性較好。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1是本發(fā)明所述單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的裝置的框架圖。
[0021] 圖2是本發(fā)明所述單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置中MCU單元的電路 圖。
[0022] 圖3是本發(fā)明所述單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置中單通道高精度 DAC的電路圖。
[0023] 圖4是本發(fā)明所述單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的裝置中譯碼器單元的電 路圖。
[0024] 圖5是本發(fā)明所述單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的裝置中采樣保持放大器 單元的電路圖。
[0025] 圖6是本發(fā)明所述單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，W使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能 更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0027] 參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的裝置，包括 MCU單元、單通道高精度DAC單元、譯碼器單元、W及多個(gè)采樣保持放大器單元，所述MCU單元 與單通道高精度DAC單元的輸入端、譯碼器單元的輸入端相連，所述單通道高精度DAC單元 的輸出端與多個(gè)采樣保持放大器單元的輸入端相連，所述譯碼器單元的輸出端與多個(gè)采樣 保持放大器單元的控制端相連。
[002引作為優(yōu)選，所述MCU單元的型號為8051系列單片機(jī)，如圖2所示，具體可W采用8031 或ΑΤ89巧1畑2型號的單片機(jī)。
[0029]作為優(yōu)選，所述單通道高精度DAC單元的型號為16位的DA 口 09,如圖3所示。
[0030] 作為優(yōu)選，所述譯碼器單元的型號為74肥138,如圖4所示。
[0031] 作為優(yōu)選，所述采樣保持放大器單元的型號為LF398,如圖5所示。
[0032] 再結(jié)合圖1和圖6所示，本發(fā)明還提供一種單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的 方法，包括W下步驟：
[0033] 步驟1、MCU單元根據(jù)需要輸出數(shù)字量給單通道高精度DAC單元，使其完成模擬輸出 ①需要的高精度模擬量值輸出；
[0034] 步驟2、單通道高精度DAC單元的輸出，同時(shí)傳送給多個(gè)采樣保持放大器單元的輸 入端，即采樣保持放大器單元①、采樣保持放大器單元②、采樣保持放大器單元③、采樣保 持放大器單元η;
[0035] 步驟3、MCU單元控制譯碼器單元的輸出，使其打開采樣保持放大器單元①的控制 端，使得DAC輸出值傳送到模擬輸出①，然后關(guān)閉采樣保持放大器單元①的控制端，采樣保 持放大器單元①的輸出保持不變，則模擬輸出①也不變化；
[0036] 步驟4、反復(fù)重復(fù)步驟1、2、3,使模擬輸出②、模擬輸出③、模擬輸出η得到需要的輸 出。
[0037] 步驟5、當(dāng)執(zhí)行完畢模擬輸出η的控制后，再從模擬輸出①開始重復(fù)執(zhí)行，至此，完 成單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的應(yīng)用。
[0038] 本發(fā)明通過對一片單通道高精度DAC的多路復(fù)用，完成了多路高精度DAC輸出的功 能。且輸出精度高、穩(wěn)定性好、成本低廉，各路輸出的一致性較好。
[0039] 下面示例3路DAC輸出的控制程序
[0040]
[0041]
[0042] 本發(fā)明是采用MCU單元來實(shí)施的，MCU自身就具有發(fā)號施令和控制后面忍片工作的 能力，運(yùn)是忍片的功能決定的。MCU單元不但集成了 "數(shù)據(jù)采集電路和控制電路"功能，還具 備其它更多的功能。相對于其他多路控制方式來說，具有結(jié)果簡單、控制方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0043] 本發(fā)明已經(jīng)成功應(yīng)用于YQZ巧由氣組分綜合評價(jià)儀(該儀器為5路高精度DAC同時(shí)輸 出）和Υ地-I油氣顯示評價(jià)儀(該儀器為8路高精度DAC同時(shí)輸出）等項(xiàng)目上，應(yīng)用效果很好。
[0044]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是專利所有者可W在所附權(quán)利要求的 范圍之內(nèi)做出各種變形或修改，只要不超過本發(fā)明的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng) 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置，其特征在于:包括MCT單元、單通 道高精度DAC單元、譯碼器單元、以及多個(gè)采樣保持放大器單元，所述MCU單元與單通道高精 度DAC單元的輸入端、譯碼器單元的輸入端相連，所述單通道高精度DAC單元的輸出端與多 個(gè)采樣保持放大器單元的輸入端相連，所述譯碼器單元的輸出端與多個(gè)采樣保持放大器單 元的控制端相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置，其特征在于:所 述MCU單元的型號為8051系列單片機(jī)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置，其特征在于:所 述單通道高精度DAC單元的型號為16位的DAC709。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置，其特征在于:所 述譯碼器單元的型號為74HC138。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的裝置，其特征在于:所 述采樣保持放大器單元的型號為LF398。6. -種單路高精度DAC擴(kuò)展為多路高精度DAC的方法，其特征在于： 步驟1、MCU單元根據(jù)需要輸出數(shù)字量給單通道高精度DAC單元，使其完成模擬輸出①需 要的高精度模擬量值輸出； 步驟2、單通道高精度DAC單元的輸出，同時(shí)傳送給多個(gè)采樣保持放大器單元的輸入端； 步驟3、MCU單元控制譯碼器單元的輸出，使其打開采樣保持放大器單元①的控制端，使 得DAC輸出值傳送到模擬輸出①，然后關(guān)閉采樣保持放大器單元①的控制端，采樣保持放大 器單元①的輸出保持不變，則模擬輸出①也不變化； 步驟4、反復(fù)重復(fù)步驟1、2、3,使模擬輸出②、模擬輸出③、模擬輸出η得到需要的輸出。
【文檔編號】H03M1/66GK106059591SQ201610445495
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月18日
【發(fā)明人】王耀權(quán), 吳非, 楊仁政
【申請人】海城市石油化工儀器廠