В состав DAC7512 (рис. 8.2) (корпус S-PDSO-G8) входит схема сброса при включении питания, которая обнуляет выходы, и сохраняет их в таком положении до тех пор, пока не появляются новые данные на информационном входе ЦАП.

Кроме того, ЦАП формирует внутри микросхемы опорное напряжение Uref из напряжения питания Udd. Входная схема управления преобразует полученные 12-разрядные данные в код для ЦАП. Эти данные фиксируются в регистре, и после преобразования на выходе ЦАП получается аналоговый ток выходного сигнала. Работать с аналоговым током неудобно, поэтому обычно в схемотехнике устройств с ЦАП после преобразователя устанавливается операционный усилитель. Операционный усилитель преобразует аналоговый ток в аналоговое напряжение сигнала, которое легко используется в остальной части любой схемы.

Внутри микросхемы DAC7512 после ЦАП присутствует встроенный операционный усилитель. В дежурном режиме работы DAC7512 управление осуществляется через последовательный интерфейс, что по-

Микроконтроллерный генератор

171

зволяет уменьшить ток потребления прибора до 50 нА при питании 5 В [23]. Такое решение идеально подходит для применения в портативных приборах с батарейным питанием.

Рис. 8.2. Структурная схема микросхемы DAC7512

При более подробном рассмотрении собственно ЦАП (рис. 8.3) схема работает следующим образом. Элементы ЦАП преобразуют опорное напряжение Uref в ток, пропорциональный заданному коду U0-U12 с помощью включения комбинации одинаковых сопротивлений R. Далее ток преобразуется в напряжение выходным усилителем Ки. Следует также отметить, что для ускорения понимания смысла работы ЦАП представленная схема была несколько упрощена.

Для формирования сигналов управления DAC7512 необходимо соблюсти временные характеристики передачи данных (рис. 8.4).

Здесь tl — минимальная длительность периода тактовых импульсов (SCLK), составляющая 50 не. Длительность импульса синхронизации (SYNC) также равна 50 не. Время t2 уходит на установку импульса данных DIN относительно заднего фронта тактового импульса SCLK и составляет 5 не (минимальная длительность импульса данных — 9,5 не).

172

Глава 8

Импульс синхронизации SYXC относительно тактовых импульсов SCLK подается в противофазе t3 = t4 = 0 не.

Рис. 8.4. Временные характеристики передачи данных для схемы DAC7512

Рассмотрев структуру ЦАП, перейдем к структуре построения всего генератора. Генератор (рис. 8.5) состоит из трех основных элементов:

• микроконтроллер со встроенным АЦП и программой управления;

• ЦАП;

• фильтр верхних частот третьего порядка.

Микроконтроллерный генератор

173

Рис. 8.5. Структурная схема генератора

На вход АЦП микроконтроллера подается напряжение для управления частотой генерации, которое преобразуется в цифровой код. Пропорционально полученному цифровому коду формируются паузы между цифровыми уровнями сигнала, передаваемыми на ЦАП. В программе микроконтроллера в таблице данных прописан код формируемого сигнала. Этот код сформирован как коэффициенты, устанавливаемые в ЦАП. Код передается в DAC7512 по линии связи согласно временным характеристикам, рассмотренным ранее.