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熟練掌握它：USB接口數模轉換電路設計

發布時間：2014-12-09 責任編輯：sherryyu

【導讀】本文講解了如何使用USB 接口芯片實現上位機控製D/A 轉換輸出模擬電壓。D/A 轉換器將(jiang)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)為(wei)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)，可(ke)以(yi)利(li)用(yong)成(cheng)熟(shu)的(de)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)控(kong)製(zhi)，應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)。熟(shu)練(lian)掌(zhang)握(wo)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)以(yi)後(hou)對(dui)於(yu)相(xiang)關(guan)領(ling)域(yu)的(de)設(she)計(ji)工(gong)作(zuo)十(shi)分(fen)有(you)用(yong)。

在控製係統中經常用到一些模擬信號，通常使用數模轉換器輸出所需的模擬信號。計算機控製數模轉換器需要借助外部總線接口，USB 接口是常用的外部總線接口，用來控製數模轉換器非常便捷。以典型的USB 接口芯片和D/A 轉換器芯片為例，詳細說明了基於USB接口的數模轉換係統的電路設計方法。

　　

本係統采用USB 控製芯片PDIUSBD12 和D/A 轉換器AD558 來實現DAC 控製。計算機可以通過USB 接口控製AD558 輸出所需的各種模擬信號。由於計算機的USB 接口具有向外供電的功能，因此這裏采用USB 接口的電源為PDIUSBD12 芯片供電。USB 接口部分的電路原理圖如圖1所示。

USB接口部分電路原理圖

圖 USB接口部分電路原理圖

AD558 的數據總線連接到PDIUSBD12.AD558 工作於0~+10V 模擬電壓輸出模式。電容C9 和C10 用於改善輸出波形。AD558 采用單一的12V 供電，不需要外接基準電壓源。數模轉換部分的電路原理圖如圖3 所示。

數模轉換部分電路原理圖

圖數模轉換部分電路原理圖

USB 接口中的D+和D-用於高速的USB 數據傳輸，因此這兩根信號線直接影響USB接口電路的穩定性，在印製電路板布線的時候需要仔細布置。D+和D-的走線應盡可能短且相等，並且合理設置D+和D-的導線寬度和間距。D+和D-之間的差分阻抗應該為90W±10%.保證在D+和D-信號的下麵是完整的GND 層。中間斷開的GND 層將導致差分阻抗不匹配，並增加信號的幹擾。

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