廉价隔离型高精度D/A转换器

经过实测得到表1所示测量数据。

表1 未校正前电流输出测量值 单位：mA

误差与设定值的关系可用两条直线（ab、ac）

描述，如图3所示。

通过对以上测量数据的分析，测量值与设置值之间存在着一定的误差，原因主要有以下几点：

①本电路用到了双积分RC电路，RC电路中充、放电过程存在着非线性问题，同时电路中的电容存在着精度、漏电等问题，因此输入脉宽调制信号转化为直流电压时存在一定的非线性关系，产生了一定的误差。

②跟随器主要由运算放大器构成，如果是理想的运算放大器，则“虚短”和“虚断”的条件才成立，而实际应用中，没有理想的运算放大器。因此，正相、反相输入端电压差不为零，也会产生一定的误差。

3 解决方法

通过对上述测量数据的比较、分析，可采用软件线性回归的方法对输出电流进行校正。

设直线方程y=ax+b,其中y为校正后PWM的脉宽设定值，x为电流输出设定值。

本电路校正方法是：将数据从2mA处分为两段进行线性回归。

直线ac：

y=a1x+b1,a1=(2-0.5)/(2-0.0486 9),b1=2-a1×2;

直线ab；

y=a2x+b2,a2=(20-2)/(20.14-2),b2=2-a2×1。

通过单片机校正后，实测数据和表2所列。

表2 校正后电流输出值

经过上述方法校正，输出电流值的精度达到±0.1%。

4 结论

本电路的硬件部分采用通用器件，结构简单，成本低；充分利用了89C52的定时器资源，使用了定时器T0、T1、T2。89C52的其它端口和引脚都未被占用，这样，该电路可以很容易地移植到其它控制系统和测量系统中；同时采用软件对输出电流进行校正，精度达到±0.1%；具有串行接口，便于组网控制；因此，本电路具有光电隔离、通用性强、精度高、低成本的特点，且实用价值较高。