1. 引言
AD7237A是美國AD公司推出的一種LC2MOS型雙路12位數模轉換器。它具有高速、低功耗、寬工作電壓等特點,在工業(yè)上得到了廣泛應用。本文簡要地介紹了AD7237A的基本結構和引腳功能。然后,詳細地闡述了它在計算機接口擴展卡設計中的應用方法。
2. AD7237A的基本結構及引腳功能
AD7237A是一種完全的雙路12位電壓輸出數模轉換器,帶有輸出放大器和內置參考電壓源。并具有下列主要特點:
●高速:典型數據建立時間為30ns;
●低功耗:在單極輸出的情況下,典型功耗為165mW;
●工作電壓為:12~15V;
●(8+4)位數據鎖存結構。
AD7237A是工業(yè)型AD7237的改進型,與AD7237的主要區(qū)別在于:AD7237A的工作電壓范圍廣(12V~15V),轉換速度快,抗VDD電壓干擾性能好(VDD的波動范圍為±10%)。
圖1為AD7237A的基本結構框圖。AD7237A主要包括四個部分:參考電壓源,控制邏輯電路,A路數模轉換器和B路數模轉換器。片內集成有參考電壓源供用戶使用,當工作電源電壓達到12V時,即使工作電源電壓波動±10%,在第2腳REF OUT仍輸出標準5V電源,??刂七壿嬰娐酚?個控制信號:CS、WR、A1、A0、LDAC,用來控制AD7237A完成各種功能,A路數模轉換器由參考電壓輸入電路、兩級數據鎖存器、電阻網絡和輸出放大器組成,B路數模轉換器和A路完全一樣。
AD7237A的引腳功能如表1所列。
3. AD7237A在計算機擴展卡設計中的應用
由于AD7237A轉換速度快(30ns)、功耗低、精度高、雙路等特點,使其在工業(yè)設計中得到廣泛的應用。根據AD7237A的這些特點和其它的具體要求,本文作者試著把它應用到計算機擴展卡電路中,取得了很好的效果。圖2是接口擴展卡數模轉換部分的電路圖,該卡是插ISA槽(也稱AT槽)的。
在圖2中,AD7237A的片選信號CS和數據存信號LDAC來自GAL16V8的輸出引腳F0和F1。由于計算機主板上只有地址0X0000-0X03FF供I/O口使用,所以只須將A2~A9輸入到GAL16V8,A0和A1直接輸入到AD7237A中。AD7237A的其它輸入信號,如數據線DB0~DB7,寫信號WR,電源VDD、VSS,地線DGND和AGND均來自計算機主板。因為要求A路和B路均為雙極性輸出,引腳REF INA、ROFSA、REF INB、ROFSB都與引腳REF OUT相連。然后,VOUTA和VOUTB分別送到兩個運算放大器,使電壓放大兩倍達到-10V~+10V。圖中的跟隨器是為提高輸出阻抗而設計的。
電路的正常工作依賴于正確的工作時序。圖3是GAL16V8的工作時序圖,當A2~A9有效時,G0和G1延遲td(3ns
●寫脈沖的寬度TWR≥100ns;
●從數據有效到WR信號建立的時間TDSET>80ns;
●從數據有效到WR信號保持的時間TDHOLD>10ns;
●鎖存LDAC脈沖的寬度TLOAD>100ns。
而在圖4中,16ns
可將該計算機接口擴展卡用于兩臺交流電動機的協(xié)調控制系統(tǒng)中,其控制系統(tǒng)由一臺PC機(PC-486或PC-586)、兩套交流伺服系統(tǒng)、兩臺交流電動機及兩個電編碼器等組成,如圖5所示,計算機通過接口插卡檢測光電編碼器的信號,然后,再通過接口插卡去控制交流伺服系統(tǒng)驅動伺服電動機,PC機可實現各種控制算法,使兩臺交流電動機協(xié)調運行。AD7237A在該系統(tǒng)中的作用是接收計算機的兩路數字量,把它們轉換成模擬量,并分別送到兩套交流伺服系統(tǒng)的模擬量接口中。