一種單路高精度dac擴展為多路高精度dac的裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及儀器儀表技術領域，公開了一種單路高精度DAC擴展為多路高精度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采樣保持放大器單元的控制端相連。本發明通過對一片單通道高精度DAC的多路復用，完成了多路高精度DAC輸出的功能。且輸出精度高、穩定性好、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擴展為多路高精度DAC的裝置及方法
技術領域
[0001] 本發明設及儀器儀表技術領域，更具體地說，特別設及一種單路高精度DA訝廣展為 多路高精度DAC的裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 數字模擬轉換器（英語:Digital to analog converter,英文縮寫：DAC)是一種將 數字信號轉換為模擬信號的設備。在數字系統中（例如計算機），信號W數字方式存儲和傳 輸。當數字系統與外界模擬設備交流時，則需要將數字信號轉換為模擬信號，DAC就是完成 運個工作的器件，從而使得數字系統和模擬系統能夠很好的對接。DAC器件廣泛應用于儀器 儀表中。
[0003] 在儀器儀表和自動化控制領域中，常常需要控制單元同時輸出多路高精度模擬量 來控制外部的設備。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轉換通道的實現方法有: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。但是如果一個項目要求多路高精度的模擬量輸出時 (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忍片的價格相對較 貴，項目的總成本比較高，同時多個高精度的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，價格更加昂貴且采購困難。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種單路高精度DAC擴展為多路高精度DAC的裝置，該裝置 使用一片單通道的高精度DAC忍片來實現多路高精度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] 為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：
[000引一種單路高精度DAC擴展為多路高精度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采樣保持放大器單元的控制 端相連。
[0009] 進一步地，所述MCU單元的型號為8051系列單片機。
[0010] 進一步地，所述單通道高精度DAC單元的型號為16位的DA 口 09。
[0011] 進一步地，所述譯碼器單元的型號為74肥138。
[0012] 進一步地，所述采樣保持放大器單元的型號為LF398。
[0013 ]本發明還提供一種單路局精度DAC擴展為多路局精度DAC的方法，包括W下步驟：
[0014]步驟1、MCU單元根據需要輸出數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，同時傳送給多個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、反復重復步驟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] 與現有技術相比，本發明的優點在于:本發明通過對一片單通道高精度DAC的多路 復用，完成了多路高精度DAC輸出的功能。且輸出精度高、穩定性好、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明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術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 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W 根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1是本發明所述單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的裝置的框架圖。
[0021] 圖2是本發明所述單路高精度DAC擴展為多路高精度DAC的裝置中MCU單元的電路 圖。
[0022] 圖3是本發明所述單路高精度DAC擴展為多路高精度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。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，W使本發明的優點和特征能 更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0027] 參閱圖1所示，本發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采樣 保持放大器單元的控制端相連。
[002引作為優選，所述MCU單元的型號為8051系列單片機，如圖2所示，具體可W采用8031 或ΑΤ89巧1畑2型號的單片機。
[0029]作為優選，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] 作為優選，所述譯碼器單元的型號為74肥138,如圖4所示。
[0031] 作為優選，所述采樣保持放大器單元的型號為LF398,如圖5所示。
[0032] 再結合圖1和圖6所示，本發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單元根據需要輸出數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，同時傳送給多個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、反復重復步驟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、當執行完畢模擬輸出η的控制后，再從模擬輸出①開始重復執行，至此，完 成單路高精度DA訝廣展為多路高精度DAC的應用。
[0038] 本發明通過對一片單通道高精度DAC的多路復用，完成了多路高精度DAC輸出的功 能。且輸出精度高、穩定性好、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] 本發明是采用MCU單元來實施的，MCU自身就具有發號施令和控制后面忍片工作的 能力，運是忍片的功能決定的。MCU單元不但集成了 "數據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，具有結果簡單、控制方便的優點。
[0043] 本發明已經成功應用于YQZ巧由氣組分綜合評價儀(該儀器為5路高精度DAC同時輸 出）和Υ地-I油氣顯示評價儀(該儀器為8路高精度DAC同時輸出）等項目上，應用效果很好。
[0044]雖然結合附圖描述了本發明的實施方式，但是專利所有者可W在所附權利要求的 范圍之內做出各種變形或修改，只要不超過本發明的權利要求所描述的保護范圍，都應當 在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種單路高精度DAC擴展為多路高精度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采樣保持放大器單 元的控制端相連。2. 根據權利要求1所述的單路高精度DAC擴展為多路高精度DAC的裝置，其特征在于:所 述MCU單元的型號為8051系列單片機。3. 根據權利要求1所述的單路高精度DAC擴展為多路高精度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. 根據權利要求1所述的單路高精度DAC擴展為多路高精度DAC的裝置，其特征在于:所 述譯碼器單元的型號為74HC138。5. 根據權利要求1所述的單路高精度DAC擴展為多路高精度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擴展為多路高精度DAC的方法，其特征在于： 步驟1、MCU單元根據需要輸出數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，同時傳送給多個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、反復重復步驟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
【發明人】王耀權, 吳非, 楊仁政
【申請人】海城市石油化工儀器廠