Микропроцессоры и микроконтроллеры

 
 
 
«Отладка кода вдвое сложнее, чем его написание. Так что если вы пишете код настолько умно, насколько можете, то вы по определению недостаточно сообразительны, чтобы его отлаживать.»
Brian W. Kernighan.
Русский | Українська


Микропроцессоры и микроконтроллеры :: Микроконтроллерные вычислители :: 12.1 Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи с последовательным интерфейсом

12.1 Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи с последовательным интерфейсом

Принципы использования АЦП с последовательным интерфейсом

По типу цифрового интерфейса АЦП можно классифицировать на параллельные и последовательные.

Как правило, АЦП с разрядностью 6…16 бит бывают параллельными и последовательными, а преобразователи с разрядностью более 16 – только последовательными.

АЦП с цифровым многоразрядным параллельным интерфейсом неудобно подсоединять к вычислителю: например, для подключения параллельного АЦП с разрядностью 24 бита нужно использовать как минимум три 8-битовых порта вычислителя (не считая линий управления АЦП).

В АЦП с последовательным интерфейсом используются, независимо от разрядности, всего от двух до пяти сигнальных линий.

Аналого-цифровые преобразователи с последовательным интерфейсом могут состоять из таких блоков:

·  массив усилителей, которые можно настраивать программно (PGA — Programmable Gate Array);

·  источник опорного напряжения (Ref. — Reference voltage source);

·  средства преобразования сигнала (это могут быть: модуляторы, фильтры, компараторы, ЦАП и др.);

·  последовательный интерфейс,

·  средства синхронизации и тактирования;

·  схема управления или встроенный микроконтроллер.

Рассмотрим, например, последовательный АЦП фирми Texas Instruments (Burr-Brown) ADS1210. Структурная схема АЦП показана на рис. 4.1.

Рисунок 4.1 – Структурна схема АЦП ADS1210

Модель ADS1210 — точный, 24-битовый сигма-дельта АЦП, который имеет широкий динамический диапазон, функцию самокалибровки. Эффективная точность составляет 22-23 бита.

Дельта-сигма АЦП проводит аналого-цифровое преобразование с частотой дискретизации, во много раз превышающей требуемую и путём фильтрации оставляет в сигнале только нужную спектральную полосу.

Условное изображение АЦП показано на рис. 4.2.

Рисунок 4.2 – Условное графическое изображение АЦП ADS1210

В соответствии с типом сигналов выводы АЦП можно разделить на аналоговые и цифровые, а их функциональное назначение такое:

·  AINP — неинвертированный вход аналогового преобразователя;

·  AINN — инвертированный вход аналогового преобразователя;

·  AGND — аналоговая земля (общая точка аналоговых элементов схемы, содержащей АЦП);

·  VBIAS — выход напряжения смещения для схем масштабирования входного сигнала;

·   — вход разрешения работы последовательного интерфейса;

·   — вход синхронизации начала аналого-цифрового преобразования;

·  XIN — вход генератора тактовых импульсов;

·  XOUT — выход генератора тактовых импульсов;

·  DGND — цифровая земля (общая точка цифровых элементов схемы, содержащей АЦП);

·  DVDD —питание цифровых схем преобразователя (+5 В);

·  SCLK — вход/выход синхронизации последовательного интерфейса;

·  SDIO — вход/выход данных последовательного интерфейса;

·  SDOUT — выход данных последовательного интерфейса;

·   — выход, признак завершения преобразования;

·  MODE — вход, выбор режима работы последовательного интерфейса;

·  AVDD — питание аналоговых схем  преобразователя (+5 В);

·  REFOUT — выход источника опорного напряжения (+2.5 В);

·  REFIN — вход опорного напряжения питания.