USB接口数模转换系统电路设计

　在控制系统中经常用到一些模拟信号，通常使用数模转换器输出所需的模拟信号。计算机控制数模转换器需要借助外部总线接口，USB 接口是常用的外部总线接口，用来控制数模转换器非常便捷。以典型的USB 接口芯片和D/A 转换器芯片为例，详细说明了基于USB接口的数模转换系统的电路设计方法。

　　本系统采用USB 控制芯片PDIUSBD12 和D/A 转换器AD558 来实现DAC 控制。计算机可以通过USB 接口控制AD558 输出所需的各种模拟信号。由于计算机的USB 接口具有向外供电的功能，因此这里采用USB 接口的电源为PDIUSBD12 芯片供电。USB 接口部分的电路原理图如图2 所示。

　　AD558 的数据总线连接到PDIUSBD12.AD558 工作于0~+10V 模拟电压输出模式。电容C9 和C10 用于改善输出波形。AD558 采用单一的12V 供电，不需要外接基准电压源。数模转换部分的电路原理图如图3 所示。

　　USB 接口中的D+和D-用于高速的USB 数据传输，因此这两根信号线直接影响USB接口电路的稳定性，在印制电路板布线的时候需要仔细布置。D+和D-的走线应尽可能短且相等，并且合理设置D+和D-的导线宽度和间距。D+和D-之间的差分阻抗应该为90W±10%.保证在D+和D-信号的下面是完整的GND 层。中间断开的GND 层将导致差分阻抗不匹配，并增加信号的干扰。

　　本文讲解了如何使用USB 接口芯片实现上位机控制D/A 转换输出模拟电压。D/A 转换器将数字信号转换成为模拟信号，可以利用成熟的数字电路技术实现控制，应用非常广泛。熟练掌握这种方法以后对于相关领域的设计工作十分有用。