[实用新型]用数模转换器实现的多路可调电压源

说明书

本实用新型公开了一种用数模转换器实现的多路可调电压源，包括：MCU芯片与数模转换器连接；数模转换器电压输出端与第五输出运算放大器正极输入端连接，该第五输出运算放大器输出端回连至其负极输入端，该第五输出运算放大器的负极输入端分别经第一至第四模拟开关与第一至第四输出运算放大器的正极输入端连接；MCU芯片的四路I/O接口分别与第一至第四模拟开关控制端通信连接；第一至第四输出运算放大器的正极输入端分别经一个电容器接地，第一至第四输出运算放大器的负极输入端分别连接至各输出运算放大器自身的输出端。该多路可调电压源用一个数模转换器实现多路可调电压输出，减少数模转换器数量，降低了产品体积和成本。

技术领域

本实用新型涉及可调电压源领域，尤其涉及一种用数模转换器实现的多路可调电压源。

背景技术

可调电压源是目前模拟集成电路极为重要的组成部分，它可以为串联型稳压电路、A/D和D/A转化器提供基准电压，作为基准电压源，也是大多数传感器的稳压供电电源或激励源。另外，这种电压可调的基准电压源也可作为标准电池、仪器表头的刻度标准和精密电流源。

随着数字化技术的普及，现有的仪器仪表设备也向着程控化、数字化方向发展。现有测试测量仪器一般都通过测量信号与仪器内部产生的电压源进行比较后实现仪器的控制和测量功能。在手动控制与数字控制升级过程中，最主要的是电压基准产生方式发生着变化，同时单台仪器中往往需要不止一个电压源。在手动仪器仪表设备实现多路可调电压源比较简单，可以通过多个运放算放大器对单个电压基准进行调节实现，基准输入到运算放大器后，通过手动调节运算放大器的反馈电阻值的大小即可实现对每个电压源的单独控制。在进入数字化后，可调电压源一般都通过数模转换器来实现，数模转换器一般都是芯片厂商封装好，通过I2C、SPI总线等方式对模数转换器中寄存器进行控制，实现电压源的调节。

目前主流的多路可数字调节的基准电源是为MCU通过I\O口对数模转换器进行控制实现，具体电路构成如图1所示，其中所有数模转换器共用时钟、数据等信号，通过片选信号区分不同的数模转换器，实现MCU对每一个DA进行分别控制，电路中器件均为封装好器件，只需要通过总线进行通信即可实现多路可调的电压源。但是这种多路可调电压源在实际使用中采用多个单路模数转换器，在成本上增加较大，随着移动设备处理器以及内存使用量的快速增加，芯片厂对于其他芯片排产进一步减小，通用类的模数转换器价格一直在增长，选用该方案的成本缺点变得愈加明显。同时由于采用了多个芯片来实现输出，在印制板设计时占用较多的空间也不利于产品的小型化设计。

目前另一种实现多路可调电压源的方案是通过MCU的I/O口输出PWM信号通过模拟低通滤波器滤掉PWM输出的高频部分，保留低频的直流分量，从而得到对应的电压源(参见图2)。输出电压精度与PWM频率与低通滤波器的设计相关。但这种多路可调电压源是由低通滤波器设计而成存在一定难度，不易实现高精度需求。由于受限于低通滤波器的实现方案，PWM频率越高对于输出直流电压源精度效果越好，对于MCU要求较高，多路输出时需要控制多个PWM波形产生，对于软件编写要求较高。与上述第一种方案的多路可调电压源类似也存在外围器件复杂占用印制板面积大的缺点。

实用新型内容

基于现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种用数模转换器实现的多路可调电压源，用简单的数模转换器件实现不同精度、不同速度需求的多路可调电压源，从而解决输出多路电压源高成本以及电路复杂占用印制板面积大的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型实施方式提供一种用数模转换器实现的多路可调电压源，包括：

MCU芯片、一个数模转换器、第一至第五输出运算放大器和第一至第四模拟开关；其中，

所述MCU芯片与所述数模转换器通信连接；