[发明专利]一种基于CPU的高精度的16位D/A转换电路

说明书

技术领域

本发明属于D/A转换电路，尤其涉及不使用专门的D/A转换芯片的16位D/A转换电路。

背景技术

目前，随着电子类产品的大范围推广，数字电路的应用更为广泛。目前D/A转换即数字量向模拟量的转换，一般是依靠专用的D/A转换芯片实现。8位和12位的D/A转换芯片价格较为便宜，16位的D/A转换芯片价格相对较高，精度越高价格也就越高。使用一般的D/A转换芯片无法保证精度，使用高精度的D/A转换芯片升成本较高。传统的电路控制是以单片机等控制芯片为核心的，但有很多芯片资源并没有得到充分的利用，而且现在很多芯片都没有集成D/A功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、高精度的D/A转换电路，不用专用的D/A转换芯片，不需要D/A引脚，实现高精度的D/A转换。

本发明的技术解决方案是：一种基于CPU的高精度的16位D/A转换电路，包括基于CPU的控制电路，接口电路、D/A输出电路和D/A反馈电路，其特征在于：所述的CPU的控制电路的AD采样脚为16位，所述的D/A输出电路是一个LM124，包含的四个运算放大器U1A，U1B，U1C，U1D；所述的D/A反馈电路是一个LM124，包含的四个运算放大器U2A，U2B，U2C，U2D。

本发明所述的一种基于CPU的高精度的16位D/A转换电路，其特征在于所述的D/A输出电路的四个运算放大器的电路为：自CPU的PWM脚输出至D/A输出电路的运算放大器U1A的正向输入端3脚，反向输入端2脚与输出端1脚相连，电阻R1跨接在运算放大器U1A的输出端1脚与运算放大器U1B的反向输入端6脚之间，U1B的正向输入端经电阻R2接地，二极管D1跨接在U1B的反向输入端6脚和输出端7脚之间，阴极接在6脚，阳极接7脚，输出端7脚与二极管D2的阴极相连，电阻R3连在D1的阴极和D2的阳极之间，电阻R6跨接在运算放大器U1A的输出端1脚与运算放大器U1C的反向输入端9脚之间，电阻R7跨接在运算放大器U1C的反向输入端9脚和输出端8脚之间，U1C的正向输入端10脚通过电阻R5接地，电阻R4跨接在运算放大器U1C的反向输入端9脚和二极管D2的阳极之间，U1C的正向输入端10脚通过电阻R5接地，电阻R8跨接在运算放大器U1C的输出端8脚和输出端8脚运算放大器U1D正向输入端12脚之间，运算放大器U1D输出端14脚经滤波电容C1接地；所述的D/A反馈电路的四个运算放大器由两个放大电路和两个跟随器组成，运算放大器U2A的1脚和2脚连接在一起，  1脚经电阻R10与运算放大器U2B的反向输入端6脚相连，运算放大器U2B的正向输入端5脚经电阻R9接地。电阻R11跨接在6脚和7脚之间，输出端7脚经电阻R13与运算放大器U2C的反向输入端9脚相连，U2C的正向输入端10脚经电阻R12接地，电阻R14跨接在运算放大器U2C的8脚和9脚之间，运算放大器U2C的输出端8脚与运算放大器U2D的12脚相连，运算放大器U2D的13脚和14脚连接在一起，14脚输出。

本发明的一种基于CPU的高精度的16位D/A转换电路的信号走向流程，包括D/A输出电路的信号走向流程和D/A反馈电路的信号走向流程，其特征在于所述的D/A输出电路的信号走向流程是：根据需转换的输入数字量的大小，调节PWM(脉冲宽度调制)信号的占空比，自CPU的PWM脚输出至D/A输出电路的运放U1A的正向输入端3脚，通过U1A提高信号的输入阻抗后输出信号1和信号2两路信号，信号1经R6进入U1C的反向输入端9脚，信号2经R1进入U1B的反向输入端6脚，将信号取反后经二极管D1、D2整流，负向部分作为信号3经过电阻R4输出，经过电阻R6的信号1和经过电阻R4的信号3叠加，经过叠加的信号为仅有负向的连续的模拟量信号，进入U1C的反向输入端9脚，从8脚输出的为信号4，信号4为正向的模拟量信号，经R8进入运算放大器U1D的正向输入端12脚，从14脚输出经过电容C1滤波，模拟量信号5，即D/A转换输出值；所述的D/A反馈电路的信号走向流程是：信号5由U2A的3脚输入，由1脚输出信号6，信号6经U2B的反向输入端6脚输入，U2B的输出端7脚输出信号7，信号7经U2C的反向输入端9脚进入U2C，U2C的输出端8脚输出信号8，U2D的13脚和14脚连接在一起，成为跟随器，信号8由U2D的12脚进入U2D，14脚输出。