[实用新型]一种高速多通道高精度ADDA转换电路

说明书

本实用新型提供一种高速多通道高精度ADDA转换电路，包括微控制器、DA转换器、AD转换器、运算放大器U4、U5、上限参考电压设定电位器VR1、电阻R2、R3，电阻R1、运算放大器U4和AD转换器的通道5构成DA转换器的数字校准通道；上限参考电压设定电位器VR1、电阻R2、运算放大器U5和AD转换器的通道6构成AD转换器的满度输出上限数字校准通道；电阻R3和AD转换器的通道7构成AD转换器的0V输出下限数字校准通道。本AD/DA转换电路通过对高速16位8通道DA转换器和高速16位8通道AD转换器进行补偿校准，实现高速多通道高精度转换功能，可用于需要高速多通道高精度AD与DA转换的测控与监测领域。

技术领域

本发明涉及电路设计领域，尤其涉及一种高速多通道高精度AD/DA转换电路。

背景技术

受工艺匹配性能的限制，工艺提供的底层器件16位DA转换器，只能达到12位的相对精度。在高精度DA转换器中，没有采用校准技术时，其DNL 通常仅能达到12位以下的精度。为了达到真正的16位DNL直流精度，必须进行校准。在实际使用过程中，没有经过数字校准的AD转换器的转换结果和实际值相比，误差比较大，最大可达到9％左右，这样的数据，在精度要求较高的场合，不能拿来直接使用；ADC转换精度差的主要原因是存在增益误差和偏移误差，要提高转换精度就必须对这两种误差进行补偿；从硬件和软件两个方面进行校正，可以有效提高AD转换器件的转换精度，并实现将误差控制在0.1％左右。因此，研发一种可以进行补偿校准，实现高速多通道高精度AD/DA转换电路是个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决以上技术问题，提供一种高速多通道高精度AD/DA转换电路，实现高速多通道高精度转换功能，可用于需要高速多通道高精度AD与 DA转换的测控与监测领域。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高速多通道高精度AD/DA转换电路，包括微控制器U1、DA转换器 U2、AD转换器U3、运算放大器U4、运算放大器U5、上限参考电压设定电位器VR1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述微控制器U1分别与DA转换器U2 和AD转换器U3相连，所述电阻R1、运算放大器U4和AD转换器U3的通道5组成DA转换器U2的数字校准通道；上限参考电压设定电位器VR1、电阻 R2、运算放大器U5和AD转换器U3的通道6组成AD转换器U3的满度输出上限数字校准通道；电阻R3和AD转换器U3的通道7组成AD转换器U3的 0V输出下限数字校准通道。上述三个数字校准通道，通过对应软件完成通道校准。

进一步的，所述微控制器U1的MOSI端口分别与所述DA转换器U2的SDI 管脚、AD转换器U3的DIN管脚相连，所述微控制器U1的SCILK端口分别与所述DA转换器U2的SCK管脚、AD转换器U3的SCK管脚相连，所述微控制器U1的MISO端口分别与所述DA转换器U2的SDO管脚、AD转换器U3的SDO 管脚相连，所述微控制器U1的DAC-CS端口与所述DA转换器U2的SYNC管脚相连，所述微控制器U1的ADC-CS端口与所述AD转换器U3的CNV管脚相连。

进一步的，所述DA转换器U2的Vout7管脚与运算放大器U4的正输入端相连，所述运算放大器U4的负输入端通过电阻R1与运算放大器U4的输出端相连，所述运算放大器U4的输出端还与AD转换器U3的IN5管脚相连。电阻R1、运算放大器U4和AD转换器U3的通道5组成DA转换器U2的数字校准通道。

进一步的，所述运算放大器U5的正输入端与电位器VR1的活动触点相连，所述运算放大器U5的负输入端通过电阻R2与运算放大器U5的输出端相连，所述运算放大器U5的输出端还与AD转换器U3的IN6管脚相连。上限参考电压设定电位器VR1、电阻R2、运算放大器U5和AD转换器U3的通道6构成AD转换器U3的满度输出上限数字校准通道。

进一步的，所述AD转换器U3的IN7管脚通过电阻R3接地。电阻R3和 AD转换器U3的通道7构成AD转换器的0V输出下限数字校准通道。