"基于DAC75112的数控直流恒流源设计"
本设计提出了一种基于DAC75112的数控直流恒流源系统设计方案，输出电流调节范围为-45～+45 mA、精度为±0.1 mA、分辨率达0.0244 mA。该设计已在旋翼转速调节放大器测试系统中得到应用。
1.恒流源概述
恒流源是一种能向负载提供恒定电流的电源装置，在外界电网电源产生波动和阻抗特性发生变化时它仍能使输出电流保持恒定，广泛应用于计量、半导体器件性能测试、传感器、稳定磁场的产生等领域。传统恒流源由镇流器、晶体管以及后来的半导体技术，输出电流调节缺乏灵活性。根据不同系统对恒定电流信号的不同需求，人们希望输出电流信号的幅值可调，且分辨率高、工作稳定。
2.DAC75112简介
DAC7512是TI公司生产的具有内置缓冲放大器的低功耗单片12位数模转换器，其片内高精度的输出放大器可获得满幅（供电电源电压与地电压间）任意输出。DAC7512带有一个时钟达30 MHz的通用三线串行接口，因而可接入高速DSP。其接口与SPI、QSPI及DSP接口兼容，因而可与多种系列单片机直接连接而无需任何其他接口电路。由于DAC7512串行数模转换器可选择供电电源作为参考电压，因而具有很宽的动态输出范围，此外，DAC7512数模转换器还具有3种关断工作模式。
3.数控恒流源系统设计
3.1 系统设计原理
整个数控恒流源系统由计算机、AT89C51单片机、DAC7512、差分放大模块、电压、电流转换电路和功率驱动电路组成。采用AT89C51单片机为控制芯片实现数控恒流源系统的各项功能。测试系统需要相应电流输出时，计算机经MAX232通信接口发送电流控制字（12位的数字量）给单片机系统，单片机系统将电流控制字经模拟SPI通信接口，写入DAC7512数膜转换器，控制其输出相应的电压量，然后经高输入阻抗的差动电路、电压、电流转换电路和功率驱动电路，最终输出需要的恒定电流。
3.2 系统硬件设计
硬件系统设计主要分为电压输出模块、电压／电流转换模块、基准电压发生模块和通信模块4部分。系统硬件电路原理如图3所示。电压输出模块单片机通过SPI通信接口将电流控制字写入DAC7512后，DAC7512的输出端VOUT（图1中为DAC1）输出一个范围在0～5 V之间的模拟电压。模拟电压通过与2.5 V零基准电压比较，差动输入到运放U1C（LM224）中，运放U1C输出+0.5～-0.5 V之间变化的电压Vo。
4.电压／电流转换模块
电压／电流转换模块由电压发生模块产生的+0.5～-0.5 V之间变化的电压，经运放U1D（LM224）的正向输入端接入电压／电流转换模块。该模块采用运放U1D组成的串联电流负反馈电路，实现V／I转换。其转换电路的输出电流大小由正端输入电压和负端与地间电阻确定。根据运放的“虚短”原理，运放U1D的正向输入端U12和反向输入端电压相等，再由“虚断”原理，正反向输入端之间没有电流通过，流经反向输入端和地之间电阻上的电流全部来自运放输出端经负载反馈的电流。
5.结论
基于DAC75112的数控直流恒流源设计方案具有高精度、高速、低功耗的特点，适合应用于旋翼转速调节放大器测试系统等领域。该设计可以满足不同场合的需求，具有广阔的应用前景。
