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3V数模转换器(DAC)在±10V环境下的应用—电路方案

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简介:
本文章探讨了3V数模转换器(DAC)在±10V工作环境中的应用,并提供了详细的电路设计方案,旨在帮助工程师解决电压范围不匹配的问题。 在工业环境中运行的现代逻辑系统通常需要±10V电压驱动来支持PLC、发送器和电机控制等功能。虽然可以选择能够提供±10V电压摆幅的DAC,但更好的方法是使用3.3V DAC并将输出放大到±10V。原因如下: - 与±10V DAC相比,3.3V DAC具有更高的逻辑完整性。 - 3.3V DAC拥有更高速率的逻辑接口,能够减轻微控制器的工作负担并使其可以处理其他任务。 - 在大规模、由3.3V供电的芯片(如微控制器)中集成DAC时,这些芯片通常无法提供±10V输出摆幅。 - 外部负载可能需要特定的驱动电流或容性负载驱动能力,而±10V DAC则难以满足这一需求。

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  • 3V(DAC)±10V
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    本文章探讨了3V数模转换器(DAC)在±10V工作环境中的应用,并提供了详细的电路设计方案,旨在帮助工程师解决电压范围不匹配的问题。 在工业环境中运行的现代逻辑系统通常需要±10V电压驱动来支持PLC、发送器和电机控制等功能。虽然可以选择能够提供±10V电压摆幅的DAC,但更好的方法是使用3.3V DAC并将输出放大到±10V。原因如下: - 与±10V DAC相比,3.3V DAC具有更高的逻辑完整性。 - 3.3V DAC拥有更高速率的逻辑接口,能够减轻微控制器的工作负担并使其可以处理其他任务。 - 在大规模、由3.3V供电的芯片(如微控制器)中集成DAC时,这些芯片通常无法提供±10V输出摆幅。 - 外部负载可能需要特定的驱动电流或容性负载驱动能力,而±10V DAC则难以满足这一需求。
  • 支持I2C控制12位MCP4725块-DAC
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    MCP4725是一款支持I2C接口的高性能12位数模转换器(DAC)模块,适用于各种需要高精度模拟输出的应用。该DAC提供出色的电压输出线性度和低功耗特性,广泛应用于工业控制、音频处理及医疗设备等领域。 MCP4725模块是一款I2C控制的数模转换器(DAC),适用于从数字源发送模拟信号的应用场景,例如通过Arduino微控制器上的I2C接口生成正弦波等。该模块非常适合用于声音产生、乐器制造及其他创意项目。 以下是MCP4725 模块的主要参数: - 12位分辨率 - 支持标准、快速和高速的 I2C 接口 - 小型封装设计 - 工作电压范围:2.7V 至 5.5V - 内置 EEPROM 存储设置 关于MCP4725模块布局,此版本修复了一些板上的问题,并对IC占位、I2C引脚排列进行了调整。整体电路尺寸也有所改变以适应更多项目需求。此外,每个需要访问的引脚都已断开连接并使用了包括GND和Signal OUT在内的MCP4725接口来与示波器或其他设备相连。板载还有SCL、SDA、VCC以及另一个 GND 接口用于基本I 2 C 连接。如果需要在总线上安装多个 MCP4725,可以关闭此主板上的上拉电阻。 关于MCP4725模块的实物展示和PCB截图,请参阅相关资料以获取更多信息。
  • LM331
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    本文章探讨了LM331芯片在构建高效能模拟至数字信号转换器中的应用原理和技术细节。通过具体实例分析,阐述其设计优势及实际操作中的常见问题解决方案。适合电子工程及相关领域人员参考学习。 使用LM331实现A/D转换具有电路简单、成本低且测量精度高的特点,并且可以调整转换位数。在实际工作前对电路器件参数进行调校后,系统稳定性好。与AD574等电路相比,LM331的价格便宜几倍。
  • DCDC
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    本项目提出了一种创新性的DCDC转换器数控电路方案,旨在提高电源管理效率及稳定性。通过优化控制算法和硬件设计,实现了高效、可靠的电力传输与转换功能,在电子设备中具有广泛应用前景。 本设计为数字控制的DC-DC转换器,采用MCU来调控DC-DC模块的输出电压以实现数控功能。考虑到时间和成本因素,在验证阶段使用成品模块进行测试,这种方式具有简单可靠且成本低、灵活性高的优点。 具体要实现的功能包括:通过按键操作调整DC-DC模块的输出电压,并用数字方式显示当前的电压和电流值。 使用的组件如下: 1. 主控MCU: GD32E231开发板。 2. DC-DC转换器: XL6009升降压模块。 3. 电流测量:MAX471电流检测模块。 4. 按键:TTP224电容式触摸按键模组。 5. 显示:TM1638数码管模组。 在验证阶段,由于采用了成品的模块化设计,因此修改电路的需求较少,并未制作PCB板。后续如需提高性能和精度,则会根据实际需求来定制PCB板。 具体细节如下: - 主控MCU选用GD32E231,该款国产新品具有较高的主频、低功耗的m23内核,以及丰富的外设资源和简洁易用的开发软件。性价比高。 - 通过使用Timer2 CH2通道生成PWM信号,并将其加载至XL6009模块来调节输出电压。 - 使用分压电阻进行电压测量并输入MCU的ADC采样功能中;电流则采用MAX471模块实现,该模块为高侧放大器,适用于广泛的电压范围且内置了采样电阻。 - 显示部分选用TM1638数码管模组来显示输出的电压和电流值。按键操作通过TTP224电容式触摸按键完成。 这种设计在简化电路的同时提高了系统的可靠性和灵活性,并为后期优化留有余地。
  • 基于ADC121C021Grove设计与指南-
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    本指南详述了利用ADC121C021芯片开发Grove模数转换模块的过程及其实用案例,为电子制作爱好者提供便捷的信号处理解决方案。 XadowGrove模数转换器是一种用于将Grove接口转换为Xadow接口的设备,以便与Xadow System兼容。它能够实现以下功能:来自两个模拟Grove接口的模拟信号通过ADC输出,并由Xadow I2C总线传输;而来自Grove I2C接口的信号则直接与Xadow I2C总线通信,无需转换。该模数转换器使用ADCC121C021芯片进行A/D转换,提供高精度性能。ADCC121C021是一款具有报警引脚的I2C兼容、12位模数转换器。 Grove模数转换器的具体参数如下: - 工作电压:3.3V - A/D分辨率:12位 - 采样率:188.9 ksps - I2C地址可变 - 尺寸:25.43mm x 20.35mm 此外,该模数转换器的电路PCB图可以使用Eagle软件打开查看。
  • Vicor 正弦振幅反向资料-
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    本资料深入探讨了Vicor正弦振幅转换器在反向模式下的工作原理及其应用,并提供了多种详细的电路设计方案,为工程师提供实用的参考和指导。 关于Vicor:美国的Vicor公司是全球最大的高密度电源模块生产商,并且也是唯一能够大规模生产采用零电压、零电流技术的电源模块的企业。 电力电子行业正在经历一场变革,即直流高压配电重新兴起,取代了用于先进机器设备的传统交流输电系统。一种新型模块化DC-DC转换器已经出现,这种转换器通过多种不同的封装和电源形式提供服务,并且可以连接从低电压到高电压(工作范围在400至100V之间)的电力系统。 实验和可行性研究为母线转换器模块(BCM)引擎与变压模块(VTM)引擎的新产品指明了方向。这两种引擎都展示了成熟的正弦振幅转换(SAC)技术,目前的工作重点是认证用于双向功率转换的零部件。本段落将介绍三种工作拓扑变型,并简要概述早期实验的目的和结果以及克服SAC部件最新部署过程中所遇到的技术挑战。 1. 应用领域说明 1.1 动机 在过去十年中,BCM已经在效率方面取得了显著的进步。随着新封装的部署,趋势转向使用最新的SAC引擎(也称为VTM)。SAC是一种谐振、比例输出、恒定功率以及隔离式DC-DC变压器拓扑技术。它可以在二次端口吸入电能,并且可以按照高达32的比例提升所应用的电压。此外,它可以以极低的能量损耗将大部分从二次端接收来的能量直接传输到一次端。 1.2 对最新SAC工作模式进行分类 本段落介绍了与使用SAC引擎相关的三种最新的拓扑类型(不包括常规的工作方式:正向模式):反向、镜像和双向模式。所有基于SAC的解决方案为了提高功率吞吐量,都可能涉及许多并联部件。因此,在下文中提到模块时也可能指的是完全相同的并联器件。 2.0 实验及结果 2.1 建立反向模式工作 已经从两个测试设置中收集了初步数据,这些测试针对稳态和瞬态条件进行了评估。一个长期的稳定实验设备在工作台上设计用于进行BCM启动后的测试。在启动之前,BCM二次端口被反偏置,在没有任何不良后果的情况下可以承受其上的电压。 2.2 应用空间点评 根据第一阶段实验的结果,BCM组件已经在汽车能量收集和自适应悬架系统的概念验证中成功部署,并且双向BCM实施主要基于从该阶段获得的经验。自从第一次演示以来,客户已经分享了在系留式水下交通工具和空运设备中的电力传输需求应用案例。这些应用可以使用电源到负载的镜像拓扑模式通过细径电线制作的高压链路为长电缆另一端的自主水下交通工具或无人机供电。典型的功率级别范围是1至2kW。
  • 将0~10V为4~20mA压-
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    本设计提供一种方法,用于将0至10伏特范围内的模拟电压信号转换为工业标准的4至20毫安电流环信号,适用于远程数据传输和控制应用。 在以电压形式长距离传输模拟信号时,由于信号源或电缆的直流电阻会导致电压衰减,而接收端输入电阻较低会加剧这种衰减现象。为了提高传输精度,可以采用电流环路——一种恒定电流输出电路来解决这一问题。该方法将电压转换为电流信号进行传输,在100欧姆的电缆电阻下仍能保持相同的电流输出,从而避免了误差。 在电路的工作原理中,运算放大器A2作为恒流输出电路的核心组件之一,其输入包括固定的置偏电压(-0.4V)和变化的信号。当没有外部信号时,为了确保置偏为-0.4V,VR2必须提供一个大约为-4V的固定电压。由于R3是R4阻值的十分之一,因此可以使A2输入端产生从0到1.6V的变化范围。 通过将放大器A1设计成衰减器,并将其增益设定在0.16倍左右,可以扩大敏感信号的检测范围。当需要调整电路时,在没有外部电压的情况下,首先调节VR2以确保电流敏感电阻R11上有4mA流过;然后输入一个固定的10V信号来校准A1输出为-0.16V,并通过微调VR1使恒定电流达到所需的精确值(如20mA)。此外,还可以使用VR3对电路的恒流特性进行进一步调节。
  • 之前0~10V4~20mA
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    本设计提供了一种将0至10伏特信号转化为工业标准的4至20毫安电流环信号的电路方案,适用于自动化控制系统中传感器与执行器之间的长距离、高精度数据传输需求。 首先可以利用二分查找的方法,在主函数的一半位置附近插入 `while(1);` 语句来判断段错误的位置是在该行之前还是之后。例如,在第39行插入了 `while(1);`,目的是测试是否由于下面的 sort 函数或者更下方的代码导致的问题。 提交后如果仍然出现三个段错误,则说明问题出现在 `while(1)` 前面;反之则可能是超时。 接下来将 `while(1)` 移动到第32行进行同样的操作。通过多次测试,可以逐步缩小出错范围,并利用经验和常识来判断具体是哪部分数据导致了段错误。
  • 频率合成参考设计-
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    本设计提供了一种高效的环路频率合成器解决方案,适用于多种通信设备。通过优化参考时钟的选择与配置,确保了信号的稳定性和低相位噪声,是进行无线通讯产品研发的重要参考资料。 本设计提供了一个低相位噪声的转换环路频率合成器(也称为偏移环路)参考方案。该电路板主要包括ADF4002 合成器、AD8065 运算放大器、HMC512 压控振荡器 (VCO) 和超低噪声低压差稳压器 (LDO)。此电路将ADF4002锁相环 (PLL) 的较低 100 MHz 参考频率转换到 5.0 GHz 至 5.4 GHz 的较高频率范围,后一范围由本振 (LO) 频率决定。 与仅采用 PLL 的频率合成器相比,这种设计的相位噪声非常低(<50 fs)。其原因在于ADF4002整数 N 分频 PLL 使用了极低的N值来控制压控振荡器(VCO),从而减少了PLL中的N值对相位噪声性能的影响。在本例中,ADF4002鉴频鉴相器 (PFD) 运行频率为 100 MHz,并且 N = 1。 所用器件参数如下: - ADL5801:高IP3、10 MHz至6 GHz有源混频器 - HMC512: 集成了Fo/2和4分频SMT的VCO,频率范围为9.6 GHz至10.8 GHz - ADF4355-2: 微波宽带集成 VCO 的频率合成器 - AD8065 : 性能卓越、速度高达 145 MHz 的FastFET运算放大器 - ADP151: 超低噪声、提供200 mA电流的CMOS线性调节器 - ADM7150: 提供800 mA输出,具有超低噪声和高电源抑制比(PSRR)特性的RF线性稳压器 - ADF4002 : 鉴相器/PLL频率合成器