六通道全隔离十二位数模转换板卡的制作方法
【技术领域】
:
[0001 ]本发明涉及数模转换模块，具体涉及一种CBC-DAC-726数模转换模块。
【背景技术】
:
[0002]目前工控领域里使用的多通道数模转换板卡采用的数模转换芯片一般都是数据并行写入，输入输出没有隔离，在现场抗干扰能力差，如果输入输出全隔离，高速光藕芯片太多，成本太高。本板卡每个数模转换通道的数据独立地并入串出，以最少的高速光藕芯片实现输入输出全隔离，有效地成本降低，增加了可靠性。
【发明内容】
:
[0003]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构紧凑，输入、输出全部采用光电隔离，有效地抑制外界信号对系统的干扰的数模转换模块。
[0004]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
[0005]六通道全隔离十二位数模转换板卡，其特征在于:
[0006]该板卡采用XILINX XC95216PQ160 CPLD可编程逻辑器件，片选译码、逻辑运算全部编程在芯片内。来自计算机内部总线的地址线、数据线及控制线接入CPLD，地址线A4?9经译码选通板卡，分别向每个通道写入12位数据并锁存至并入串出移位寄存器，通过12进制计数器控制数据先低位后高位顺序移出，每个移位脉冲的上升沿移出一位数据，串行数据及按时序产生的控制逻辑信号经HCPL-2630高速光藕隔离后一起进入TI DAC7611U D/A芯片相应引脚，数据O?4095对应0.000?4.095V，由TI LF444放大器转换为O?5V或4?2 OmA输出信号。
[0007]本板卡控制部分的DC5V工作电源由计算机内部提供；外围电路由隔离电源提供DC5V 和 DC±15V;
[0008]来自计算机内部总线的数据、地址、控制线经总线插槽接入该板卡，所有的片选译码、逻辑控制和算法由XILINX XC95216—PQ160 CPLD芯片内部软件控制，在外部时钟的作用下按时序分级控制，运行在计算机上的软件访问和控制某个通道或数字量位，通过地址译码选择相应的通道号，由U2 74LS245M双向缓冲器进行数据的读写；
[0009]每个数模转换通道是独立的，电路结构、工作方式都是相同的，首先向该通道的12位寄存器写入12位数据，由时钟信号CLK触发12位移位寄存器，由12进制计数器控制移位的次数，控制DAC7611U的CS、LD、CLK、SDI信号由HCPL-2630高速光藕隔离输出；
[0010]同时使DAC7611U的片选信号CS变低电平，12位数据移位结束后，DAC7611U的片选信号CS变高电平，再触发DAC7611U的数据装载信号LD变低电平，下个时钟周期CLK的上升沿信号复位为高电平，同时模拟量信号输出，DAC761 IU及控制电路恢复到初始工作状态，等待下次数模转换;DAC761IU输出DCO-4.095V，经LF444M放大器同相放大DC0-10V或叠加偏置电路输出DC2-10V;
[0011]偏置电路由基准参考电压源REF02EP提供精密DC5V电压源，分压电路R1、W2、R2，调整电位器W2使0P07运算放大器输出1.024V;
[0012]DAC7611U输出的电压信号经放大器LF444M放大电路；
[0013]这级放大器输出的电压信号，经后级的电流源电路转换为DC0-20mA或4—20mA由9013三极管扩流输出。
[0014]本电路的输入输出全部采用光藕隔离，电源也是隔离供电，使得整个板卡具有很强的抗干扰能力，全部原器件采用SMD贴片工艺，最大限度的抑制噪声。
[0015]该板卡结构紧凑，输入、输出全部采用光电隔离，有效地抑制外界信号对系统的干扰。
【附图说明】
:
[0016]图1为本发明的控制部分示意图；
[0017]图2为本发明的光藕隔离输出示意图；
[0018]图3为本发明的偏置电路不意图；
[0019]图4为本发明的DAC7611U输出的电压信号经放大器LF444M放大电路；
[0020]图5为本发明的后级的电流源电路转换示意图；
[0021 ]图6为本发明的数字量输入示意图；
[0022]图7为本发明的原理不意图。
【具体实施方式】
:
[0023]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0024]如图7:六通道全隔离十二位数模转换板卡，
[0025]该板卡采用XILINX XC95216PQ160 CPLD可编程逻辑器件，片选译码、逻辑运算全部编程在芯片内。来自计算机内部总线的地址线、数据线及控制线接入CPLD，地址线A4?9经译码选通板卡，分别向每个通道写入12位数据并锁存至并入串出移位寄存器，通过12进制计数器控制数据先低位后高位顺序移出，每个移位脉冲的上升沿移出一位数据，串行数据及按时序产生的控制逻辑信号经HCPL-2630高速光藕隔离后一起进入TI DAC7611U D/A芯片相应引脚，数据O?4095对应0.000?4.095V，由TI LF444放大器转换为O?5V或4?2 OmA输出信号。
[0026]本板卡控制部分的DC5V工作电源由计算机内部提供；外围电路由隔离电源提供DC5V和DC ± 15V，如图1所示，；
[0027]来自计算机内部总线的数据、地址、控制线经总线插槽接入该板卡，所有的片选译码、逻辑控制和算法由XILINX XC95216—PQ160 CPLD芯片内部软件控制，在外部时钟的作用下按时序分级控制，运行在计算机上的软件访问和控制某个通道或数字量位，通过地址译码选择相应的通道号，由U2 74LS245M双向缓冲器进行数据的读写；
[0028]每个数模转换通道是独立的，电路结构、工作方式都是相同的，首先向该通道的12位寄存器写入12位数据，由时钟信号CLK触发12位移位寄存器，由12进制计数器控制移位的次数，控制DAC7611U的CS、LD、CLK、SDI信号由HCPL-2630高速光藕隔离输出，如图2所示；
[0029]同时使DAC7611U的片选信号CS变低电平，12位数据移位结束后，DAC7611U的片选信号CS变高电平，再触发DAC7611U的数据装载信号LD变低电平，下个时钟周期CLK的上升沿信号复位为高电平，同时模拟量信号输出，DAC761 IU及控制电路恢复到初始工作状态，等待下次数模转换;DAC761IU输出DCO-4.095V，经LF444M放大器同相放大DCO-1OV或叠加偏置电路输出DC2-10V;
[0030]偏置电路由基准参考电压源REF02EP提供精密DC5V电压源，分压电路R1、W2、R2，调整电位器W2使0P07运算放大器输出1.024V，如图3所示；
[0031]DAC7611U输出的电压信号经放大器LF444M放大电路，如图4;
[0032]这级放大器输出的电压信号，经后级的电流源电路转换为DC0-20mA或4—20mA由9013三极管扩流输出，如图5。
[0033]本电路的输入输出全部采用光藕隔离，电源也是隔离供电，使得整个板卡具有很强的抗干扰能力，全部原器件采用SMD贴片工艺，最大限度的抑制噪声，如图6。
[0034]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.六通道全隔离十二位数模转换板卡，其特征在于: 该板卡采用XILINX XC95216PQ160 CPLD可编程逻辑器件，片选译码、逻辑运算全部编程在芯片内。来自计算机内部总线的地址线、数据线及控制线接入CPLD，地址线A4?9经译码选通板卡，分别向每个通道写入12位数据并锁存至并入串出移位寄存器，通过12进制计数器控制数据先低位后高位顺序移出，每个移位脉冲的上升沿移出一位数据，串行数据及按时序产生的控制逻辑信号经HCPL-2630高速光藕隔离后一起进入TI DAC7611U D/A芯片相应引脚，数据O?4095对应0.0OO?4.095V，由TI LF444放大器转换为O?5V或4?20mA输出信号。2.根据权利要求1中所述的六通道全隔离十二位数模转换板卡，其特征在于:本板卡控制部分的DC5V工作电源由计算机内部提供;外围电路由隔离电源提供DC5V和DC ± 15V; 来自计算机内部总线的数据、地址、控制线经总线插槽接入该板卡，所有的片选译码、逻辑控制和算法由XILINX XC95216—PQ160 CPLD芯片内部软件控制，在外部时钟的作用下按时序分级控制，运行在计算机上的软件访问和控制某个通道或数字量位，通过地址译码选择相应的通道号，由U2 74LS245M双向缓冲器进行数据的读写； 每个数模转换通道是独立的，电路结构、工作方式都是相同的，首先向该通道的12位寄存器写入12位数据，由时钟信号CLK触发12位移位寄存器，由12进制计数器控制移位的次数，控制DAC7611U的CS、LD、CLK、SDI信号由HCPL-2630高速光藕隔离输出； 同时使DAC7611U的片选信号CS变低电平，12位数据移位结束后，DAC7611U的片选信号CS变高电平，再触发DAC761IU的数据装载信号LD变低电平，下个时钟周期CLK的上升沿信号复位为高电平，同时模拟量信号输出，DAC761IU及控制电路恢复到初始工作状态，等待下次数模转换;DAC7611U输出DC0-4.095V，经LF444M放大器同相放大DC0-10V或叠加偏置电路输出DC2-10V; 偏置电路由基准参考电压源RER)2EP提供精密DC5V电压源，分压电路Rl、W2、R2，调整电位器W2使0P07运算放大器输出1.024V; DAC761IU输出的电压信号经放大器LF444M放大电路； 这级放大器输出的电压信号，经后级的电流源电路转换为DC0-20mA或4—20mA由9013三极管扩流输出。3.根据权利要求1中所述的六通道全隔离十二位数模转换板卡，其特征在于:本电路的输入输出全部采用光藕隔离，电源也是隔离供电;全部元器件采用SMD贴片工艺。
【专利摘要】六通道全隔离十二位数模转换板卡，该板卡采用XILINX？XC95216PQ160？CPLD可编程逻辑器件，片选译码、逻辑运算全部编程在芯片内。来自计算机内部总线的地址线、数据线及控制线接入CPLD，地址线A4～9经译码选通板卡，分别向每个通道写入12位数据并锁存至并入串出移位寄存器，通过12进制计数器控制数据先低位后高位顺序移出，每个移位脉冲的上升沿移出一位数据，串行数据及按时序产生的控制逻辑信号经HCPL-2630高速光藕隔离后一起进入TI？DAC7611U？D/A芯片相应引脚，数据0～4095对应0.000～4.095V，由TILF444放大器转换为0～5V或4～20mA输出信号。该板卡结构紧凑，输入、输出全部采用光电隔离，有效地抑制外界信号对系统的干扰。
【IPC分类】H03M1/66
【公开号】CN105591652
【申请号】CN201510970274
【发明人】周多道, 胡孝华, 温新富, 章道军
【申请人】滁州市博创电气有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月17日