AD采样



一些定义

sps: sample per second 

throughput rates: 吞吐量   

积分型:转换效果不够好,转换过程中带来的误差比较大

逐次逼近型:转换效果较好但制作成本较高,尤其是高位数转换,转换位数越多,精度越高,制作成本就越高。

Σ-ΔADC:以相对逐次逼近型简单的电路结构,而得到低成本,高位数及高精度的转换效果,多为16bit或24bit转换精度

量化噪声:数模转换器(ADC)提供了许多系统中模拟信号到数字信号的重要转换。它们完成一个模拟输入信号到二元有限长度输出命令的振幅量化,范围通常在6到18b之间,是一个固有的非线性过程。该非线性特性表现为ADC二元输出中的宽带噪声,称作量化噪声,它限制了一个ADC的动态范围。

斩波(chop): 是一项用于消除失调电压和其它低频误差的技术。对输入信号分别进行正反相处理,然后再将两个结果求平均值以后消除内部电路带来的误差电压得到没有任何失调项的差分输入电压。

失调误差:在信号处理链路中的很多地方可能会有失调电压误差,例如,当两种不同金属连接时会产生与温度相关的热电偶电压。在集成电路例如ADC中,有许多内部失调误差源,例如,放大器输入器件之间的不匹配,采样开关关闭时采样电容上的电荷注入,或者EMI辐射的干扰等。如果这些不良失调随温度变化就会带来麻烦,因为一次校准不足以消除各种温度和电源条件下的失调误差。

 

     

AD7321:

类型:逐次逼近型ADC

输出方式: 1路SPI 500ksps;

转换精度/分辨率:12位带符号位

通道数:2通道

输入信号:AD7321可输入真双极性模拟信号,它有四种软件可选输入范围:±10 V、±5 V、±2.5 V和0至10 V。每个模拟输入通道支持独立编程,可设为四个输入范围之一。

AD7321中的模拟输入可通过编程设为单端、真差分或伪差分三种模式。

参考电压:内置一个2.5 V的参考电压,同时也可采用外部参考。如果在REFIN/OUT针脚上施加3V参考电压,AD7321则可接受±12V真双极性模拟输入。

功耗:17mW

电源:对于±12V输入范围,需采用最低±12V的VDD和VSS电源。

 

AD7708/7718: (用在测温--RTD,热电偶)

应用:是适合低频测量应用的完整模拟前端。

类型:含PGA的24位Σ-Δ ADC

Σ-Δ ADC原理:将模数转换过后的数字量再做一次窄带滤波处理。当模拟量进入转换器后,先在调制器中做求积处理,并将模拟量转为数字量,在这个过程中会产生一定的量化噪声,这种噪声将影响到输出结果,因此,采用将转换过的数字量以较低频率一位一位地传送到输出端,同时在这之间加一级低通滤波器的方法,就将量化噪声过滤掉,从而得到一组精确的数字量。

转换精度/分辨率:AD7708 16bit; AD7718 24bit

通道数:可配置为4/5个全差分输入通道或8/10个伪差分输入通道。

输入信号:该器件上的两个引脚可配置为模拟输入或基准电压输入。AD7708是AD7718的 16位版本。利用这些ADC,可以直接转换20mV至2.56V范围的输入信号,支持传感器信号直接输入,无需进行信号调理。

其他

  • 出厂校准
  • 单转换周期设置
  • 可编程增益前端
  • 50 Hz、60 Hz同时抑制
  • VREF Select ™ 提供绝对测量和比率测量能力

AD7708的工作原理:同其它智能化器件一样,AD7708也可以用软件来调节其所具有的功能,即通过微控制器MCU编程向AD7708的相应寄存器填写适当的参数。AD7708芯片中共有11个寄存器,当模式寄存器(Mode Regis-ter)的最高位CHOP=0(CHOP被选中)后,其工作方框图如下图所示。




    此时,输出率可变化范围为5.35 Hz至105.03Hz,可以从中选择一个频率从而得到最佳的滤波效果。断续频率fCHOP也随之而定,为输出率(fADC)的二分之一。在MUX方框中模拟输入与fCHOP混合,并将信号送入缓冲器BUF,在缓冲器中有一级RC低通滤波,过滤掉输入信号中的噪声信号,下一级PGA的功能是可编程调整信号增益,一个经过调整合适的输入信号才被送进Σ-△调制器(MOD0)中进行求积,并转换为数字量,在Σ-△MODO中,对输入信号的采样频率为外部晶振频率32.768 kHz,在对模拟信号进行量化处理的过程中会形成量化噪声,这个噪声会影响到输出的数字量,因此必须再次对转换过的数字量进行低通数字过滤,确保输出值准确无误,这里AD7708采用了Sinc3或(sinx/x)3滤波器,它的主要作用就是消除由调制器产生的量化噪声,其中SF参数可根据所要滤掉的噪声频率大小用软件设定,默认值为69(45H),该值对50~60Hz的噪声有较好的抑制作用。

    当CHOP=1时,断续(斩波)功能中止,与fCHOP相关的功能块也相应取消,此时流程图[2]如图2所示。输出频率变化范围可从16.06 Hz到1365.33 Hz,环节减少输出速度可以加快,但在输入增益或温度改变 时,可能会出现漂移,此时需要做些校验。

AD采样_第1张图片


AD采样_第2张图片

计算电压值:=(读出的ADC值/65536)*2.56V.

            其中16bit的采样精度,2^16=65536。设定单输入端,输入范围0~2.56V。


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