[发明专利]输出范围可调的DAC电路

说明书

本发明涉及一种输出范围可调的DAC电路，包括电源电路，用于提供多路预定幅值的工作电压；接口电路，用于提供传感器数据或上位机通讯数据与MCU电路之间的接口转换；MCU电路，用于解析传感器数据或上位机通讯数据的格式，然后通过SPI接口送至相应的DAC转换电路；DAC转换电路，用于将SPI接口送来的数字信号转换成模拟信号；并与相应的工作电压配合，输出范围可调的模拟形式信号；及差动运算放大电路，用于将所述模拟形式信号差动运算放大，并与相应的工作电压配合，输出范围可调的模拟电压信号。本发明能够兼容不同格式传感器数据的转换需求，具有通用性。

技术领域

本发明涉及传感器信号的模拟形式输出技术领域，尤其涉及一种输出范围可调的DAC电路。

背景技术

在轻型机械臂领域，机械臂关节内置的传感器监测数据多采用数字形式信号输出。由于数字信号是离散的、不连续的，直接对传感器的测试结果进行观察不够直观，因此通常会将数字信号转换为模拟信号输出，以达到更好的监测效果。

通常，机械臂关节使用的传感器包括光栅编码器、磁栅编码器及陀螺等多种；在不同机械臂关节内安装的即便是同类型传感器也可能是不同厂商的；而不论是类型不同，还是品牌不同，传感器的接口及通讯协议都可能不同。现有对传感器监测数据进行处理的DAC(数模转换器)方案一般利用DAC芯片或数字电位器，配合跟随器或差动运算放大电路实现；它输出的电压幅值范围是固定的，并且与传感器交互的数字接口类型比较单一；很难与机械臂关节上使用的不同种类、不同厂商的传感器有效兼容，进而无法满足不同传感器的数据转换需求。

因此，针对以上不足，需要提供一种兼容能力强大的DAC电路，使其能够接收不同接口形式及采用不用通讯协议的传感器数据，并且最终输出的模拟信号范围可调。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中对机械臂内置的传感器数据进行数模转换的电路存在兼容性差、输出电压幅值范围固定的缺陷，提供一种输出范围可调的DAC电路。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种输出范围可调的DAC电路，包括：

电源电路，用于提供多路预定幅值的工作电压；

接口电路，用于提供传感器数据或上位机通讯数据与MCU电路之间的接口转换；

MCU电路，用于解析传感器数据或上位机通讯数据的格式，然后通过SPI接口送至相应的DAC转换电路；

DAC转换电路，用于将SPI接口送来的数字信号转换成模拟信号；并与相应的工作电压配合，输出范围可调的模拟形式信号；

差动运算放大电路，用于将所述模拟形式信号差动运算放大，并与相应的工作电压配合，输出范围可调的模拟电压信号。

在根据本发明所述的输出范围可调的DAC电路中，所述接口电路用于接收上位机通讯数据，所述上位机通讯数据为上位机预先接收单个或多个传感器数据后，按照通讯协议的格式，统一下发至接口电路；接口电路将接收到的传感器数据或上位机通讯数据转换为MCU电路可解析的USART格式、SPI格式或CAN格式。

在根据本发明所述的输出范围可调的DAC电路中，所述接口电路包括一号数字接口、二号数字接口和三号数字接口，三个数字接口分别用于接收不同格式的传感器数据。

在根据本发明所述的输出范围可调的DAC电路中，

所述一号数字接口、二号数字接口和三号数字接口接收的传感器数据包括以下任一格式：

USART格式、SPI格式、RS485格式、CAN格式及RS232格式。

在根据本发明所述的输出范围可调的DAC电路中，所述DAC转换电路包括四路DAC转换通道，每个DAC转换通道配置一个差动运算放大电路。