使用STC8G的SPI端口對(duì)DA8830進(jìn)行訪問(wèn)。根據(jù)DA8830的SPI讀寫時(shí)序,相應(yīng)的DAC8830寫入轉(zhuǎn)換(16bit)數(shù)據(jù)的子程序?yàn)椋?/div>
在DAC8830的數(shù)據(jù)手冊(cè)中,對(duì)于參考電壓的輸入范圍給定的是1.25V ~ Vpp。下面通過(guò)一組實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試實(shí)際的有效輸入?yún)⒖茧妷悍秶?/div>
下面通過(guò)在某一給定的DAC8830的設(shè)置下,給定Vref,測(cè)量對(duì)應(yīng)的實(shí)際輸出。將三種不同設(shè)置下的輸出電壓與參考電壓之間的關(guān)系繪制在一起。從圖中可以看到,實(shí)際上,DA8830的參考電壓對(duì)于輸出電壓的等比例的影響范圍是在整個(gè)的工作電壓(0~5V)之內(nèi)都有效。
▲ 將三種不同設(shè)置下的參考電壓與輸出電壓繪制在一起
2.輸入交變的參考電壓
1)在Vref加入交流電壓波形
在Vref中加入100Hz左右正弦波,設(shè)置DAC8830轉(zhuǎn)換值為0x7fff,輸出的電壓波形如下圖所示。可以看到輸出(Blue)的電壓波形等于Vref(Cyan)的一半。
▲ DAC8830的Dout(Cyan)與Vref(Blue)的波形
當(dāng)設(shè)置為0xffff的時(shí)候,輸入的波形就與輸入一致了。
▲ DAC8830的Dout(Cyan)與Vref(Blue)的波形
2)輸入高頻方波波形
為了測(cè)試從Vref到Vout之間的頻帶寬度,在Vref中加入高頻方波信號(hào),觀察輸出的Vout的信號(hào)。
▲ 加入高頻方波信號(hào)Vref(Blue)觀察輸出信號(hào)Vout(Cyan)
將波形再次展開(kāi),觀察輸出的過(guò)渡過(guò)程。
展開(kāi)波形,對(duì)比輸入輸出波形,可以觀察到Vref到Vout之間的帶寬應(yīng)該超過(guò)1MHz。按照DAC8830數(shù)據(jù)手冊(cè)上關(guān)于參考電壓 -3dB帶寬的參數(shù),典型值為1.3MHz。
▲ 加入高頻方波信號(hào)Vref(Blue)與輸出信號(hào)Vout(Cyan)波形
3.使用DAC對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅
下面將固定的交流電壓(有直流分量,使得信號(hào)始終大于零)施加在Vref,測(cè)量Vout隨著DAC8830的設(shè)置值的變化情況。
施加的電壓頻率
,幅值
。
輸出電壓值如設(shè)置數(shù)值之間的關(guān)系為:
▲ 輸出電壓值與設(shè)置值之間的關(guān)系
可以看到整體上輸出與設(shè)置值之間的關(guān)系呈現(xiàn)非常好的線性關(guān)系。
注意到在曲線的一開(kāi)始似乎有一些略微的非線性。下面重新采集設(shè)置值范圍在(0,0x3ff)范圍內(nèi)的輸出電壓與設(shè)置值之間的關(guān)系曲線。
▲ 輸出電壓值與設(shè)置值之間的關(guān)系
可以看到在起始的時(shí)候,由于系統(tǒng)存在噪聲,使得輸出的電流電壓與設(shè)定值之間存在一定的非線性。當(dāng)理論輸出電壓小于系統(tǒng)地線上的噪聲電壓時(shí),使用交流萬(wàn)用表測(cè)量得到的數(shù)值就會(huì)偏大。
下面重新對(duì)頻率為
的信號(hào)測(cè)量輸出電壓與設(shè)定值之間的關(guān)系。結(jié)果與1kHz的情形相同。只是輸出整體的增益下降了。
▲ 輸出電壓值與設(shè)置值之間的關(guān)系
增益變化了9%左右。
4.信號(hào)超量程
當(dāng)輸入信號(hào)的幅值超過(guò)DAC8830d的工作電壓,或者低于0V,輸出都會(huì)出現(xiàn)截止。
▲ 輸入信號(hào)超過(guò)+5V,低于0V的情況
結(jié)論
通過(guò)前面的實(shí)驗(yàn),可以看到,使用DAC8830來(lái)當(dāng)做電位器獲得幅度可變的交流信號(hào)源是可行的。它具有很寬的信號(hào)帶寬,并且輸出信號(hào)的幅值與設(shè)置信號(hào)之間具有非常好的線性關(guān)系,只是在信號(hào)比較小的時(shí)候輸出會(huì)受到系統(tǒng)和芯片本身的噪聲影響。
當(dāng)輸入信號(hào)超出了DAC8830的工作電壓,或者低于0V時(shí),輸出信號(hào)都會(huì)截止。所以在使用的時(shí)候,需要通過(guò)一定的信號(hào)偏置的方式將交流信號(hào)平移到始終在0~5V(DAC8830工作電壓)范圍之后進(jìn)行調(diào)試,然后可以再通過(guò)隔直電容去掉信號(hào)中的偏移量。
參考資料
[1] DAC: https://baike.baidu.com/item/%E6%95%B0%E6%A8%A1%E8%BD%AC%E6%8D%A2%E5%99%A8/4634384?fromtitle=DAC&fromid=1196661&fr=aladdin
[2] 機(jī)械電位器: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104089780
[3] X9C102,X9C103,X9C104: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104134132
[4] 頻帶寬度: 器件的輸出增益隨著信號(hào)頻率的改變而下降,最終形成的最大等效輸出帶寬
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