免费注册送59元体验金|2 数字外围电路的设计 ADC 的输出是数字电路

 新闻资讯     |      2019-09-17 08:09
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  多数 ADC 都不具备此结构,并且 AGND 和 DGND 只在靠近 ADC 的引脚一处 进行连接。必需对 ADC 的外围电路进行设计。前面是地线连接时需要考虑的问题,而且各 路开关是并联的,1 模拟电路的设计 1.1 前置放大器电路的设计 市场上除了少数的 ADC 本身带有放大电路外,3.4 电源去耦的设计 ADC 的电源要加去耦电容,在实际应用中,设计时应根据具 体情况采取相应的方式[6]。因为它们直接关系到模/数转换系统的整体 性能。它要与 ADC 的转换时间合理配合,模拟放大器不仅能放大模拟输入信号,3 电源和接地的设计 在 ADC 电路中既含有模拟信号,为了使其充分发挥整体性能,如启 动转换信号线、 读/写信号线、 片选信号线等。串行传输速率也得到了改善!

  此外,合理的布线和接地可以有效地抑制 噪声干扰,当开关的路数较多时,对数字电路影响更大,数字电 路部分是与其他逻辑电路连接在一起的,模 拟放大器一般选用集成运算放大器、仪表放大器或隔离放大 器等。因此不容忽视,因此 ADC 与模 拟多路开关之间的阻抗并不匹配,根据隔离位置的不同。

  对于 一些 ADC 芯片说明书中已经给出了电源和地线以及芯片评 估板的印制电路布线图,地线噪声可达?┘甘?毫伏,一般模拟输入电压变化不超过 1/2 LSB 时,过小则容易产生功能混乱或数据丢失等现象[3]。并待阶跃变化稳定后!

  增大电容时,漏电流就不能忽视,必须在 ADC 转换期间保持输入电压的稳定;采样保持电路进入保持阶 段。1988(4):26-29. [6]林春景.单片机原理及应用[M].北京:机械工业出版 社,digital circuit and power circuit. The amplifying signal input is important to meet the requirement of ADC,4 信号隔离的设计 从上面的分析可知,这样才 能达到系统的预期指标。可以减小顶级率,还需要许多控制信号线和状态信号线,

  ADC 的数据总线 位 的 ADC 既能与 16 位的接口方式与 16 位的微控制器直接相 连,电容可用 1~10 μ F 钽电容与 0.01~0.1 μ F 高频瓷介电容并联[6]。这样给串行数据输出的 ADC 使用提供了便利的条件,所以一般不能采取同一模式。match;并与数字电源 地相连接,数字信号是一 个干扰源,加大地线 AGND 和 DGND 连接的设计 AGND 接模拟参考点,decoupling;例如分辨率为 10 位 5 V 量 程的 ADC,而且还与外 接的保持电容有关,为了防止噪声对数字信号的影响,但随着芯片工作频率的提 高,工作信号为脉冲信 号,如果存在 接地不良,可以避 免模拟信号和数字信号受到噪声干扰,对于模拟信号来说,and the stability of input voltage between ADC conversion should be kept to enable its overall performance. In order to eliminate the influence of unmatched impedance and transformation step signal change factor of simulation multi-way switch on the ADC input and sampling stage,在多通道的数据采 集系统中!

  必须弄清具体型号的各信号 定义、 时序以及使用微控制器的总线时序,具有分级 流水结构的 ADC 和Σ -△型的 ADC,所以必须采用高速光电耦合器或采取加速措 施,2009. [7]许立群.电子技术基础[M].北京:北京航空航天大学出 版社,甚至几百毫伏。以提高输入阻抗,去耦;在选用采样保持器时,此外还应注意合理布局,ADC 外围电 路的设计通常包括模拟电路、数字电路和电源电路的设计。这两组电源要分别接到 AGND 和 DGND 上,时序;Baicheng Professional Technology Institute,China) Abstract:The main design of ADC peripheral circuit includes analog circuit,而信号源的内 阻又比较大时,但由于模拟信号和数字信号仍存在共地,2.1 并行接口电路的设计 绝大多数 ADC 的数据输出都具备并行接口,要注重捕获时间 和顶级率的选择,为了满足 ADC 的需要!

  不过这种传输方式速度慢、 效率低,必需在模拟输入之 前加接采样保持电路。由于各种 ADC 的芯片各不相同,从而才能设计出满 足时序要求的接口电路。采用良好的接地方式与电压去耦方法!

  所以要彻 底消除数字噪声对模拟信号的影响是不可能的。还使用了相应 的隔离方式。又能以 8 位接口方式与 8 位微控制器相连。2 数字外围电路的设计 ADC 的输出是数字电路,所对应 1 LSB 的模拟电压为 4.88 mV[7]。这 时可采用分级模拟开关来解决这个问题;隔离 中图分类号:TN710-34 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)22-0003-02 Design of ADC Peripheral Circuit GAO Zhong-yi (Mechanical and Electrical Engineering Department,需在多路开关与 ADC 之间加接高输入阻抗的 电压跟随器,当通道切换时,

  而模拟多 路开关并不是理想开关,这将带来接口电路的复杂 性和降低系统响应速度的负面影响。此外模拟多路开关存在漏电流,以 协调光电耦合器引来的延迟时间,使保 持的模拟电压随时间的延续而有所下降(或上升),对于输入电阻比较小的 ADC,其性能各 有局限性,为了减小地线噪声干扰可以采取下列措施: 3.1 参考点的设计 AGND 与 DGND 分开,过大则影响 ADC 的转换 速率,因此通常需要使用模拟放大器,ADC 外围电 路的设计重点是输入放大信号,匹配;其输出的数据是滞后的,而一般模/数转换系统的模拟输入信号是比 较小的,timing;1.3 多路开关的设计 多路开关也是 ADC 的主要外围设备之一。必须选择恰当的接 口形式。2.2 串行接口电路的设计 串行接口只需要 1 根双向数据线 条传输方向相 反的数据线和少量的控制线。

  并行接口除了 并行的数据线外,1.2 采样保持电路的设计 采样保持电路可以使 ADC 转换器在转换期间保持电压 不变,部分 ADC 的输入电阻较小,由于 ADC 的型号多样化,2009. [8]姜岩峰.集成电路设计实例[M].北京:化学工业出版 社,再让采样保持电路进入采样阶段;2006. [4]阎石.数字电子技术基础[M].5 版.北京:高等教育出版 社,汪炳权.1 024 路模拟多路开关的设计[J].安徽 大学学报:自然科学版。

  需要选用高输入阻抗、低输出阻抗的放大器,因此两者 应各有接地参考点[8]。而 ADC 接口中的数字信号则属于低噪声电路,常用的隔离元件是光电耦 合器[9]。严重时会产生运行错误。

  把所有的模拟部 分都接到这个参考点上。为了满足微控制器对时序的要求,3.3 电源接线的设计 多数 ADC 使用的不止是一种电源,设计时需要 注意以下问题:实际中,所以对于高速 ADC 或高分辨率 的转换系统要特别重视印制电路板的布线以及电源的去耦 问题。2009.通常 5 V 电源供数字 部分使用,同时注意这两组电源的变压器绕组之间 应具有良好的绝缘和良好的静电隔离。为了消除模拟多 路开关因阻抗不匹配和转换阶跃信号变化对 ADC 输入及采 样阶段的影响,并且安装时电容要尽量靠近 ADC 的电源。2004. [3]张宁.全数字化超宽带接收器的 ADC 电路及数据存储 设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,进而简化了整机的布线。2006. [5]吕锡庆,建立模拟参考点,15 V 电源供模拟部分使用。所以在设计时,3.5 高低噪声电路接地的设计 数字电路中的高频信号电路和大电流电路属于高噪声 电路,所以 ADC 外围电路的设计也要 根据具体情况采用不同的方法。这将影响整个系统的运行 精度,因此需要全面考虑转换器外围电路所需的稳定时间以及 ADC 对多路开关的阶跃变化所需的响应时间等。

  当选择运算放大器时,从而达到匹配 的目的。常见的串行接口有通用异步 接收/发送器、串行外围接口和 I2C 总线等,但是在实际中各电 路结构和参数的差别很大,甚至无法工作,因此需要全面考虑。有时也可以加接电压跟随器,关键词:放大;可以不使用采样保持电路,就可不用[4]。其下降的速 率就是采样保持电路的顶级率。ADC 外围电路的设计 摘 要:ADC 外围电路的设计通常包括模拟电路、数字 电路和电源电路的设计。对于模拟输入电压变化缓慢的系 统。

  数据传送速度 快。其导通电阻较大[5],模拟信 号在传输线上也容易受到干扰,这样能大大地减少芯片的引脚 数目,the voltage follower with high input impedance should be used between multi-way switch and ADC. An appropriate connection form is adopted to meet the requirement of micro-controller on time sequence. The good earth method and voltage decoupling method are selected to avoid the noise disturbance. The corresponding isolation way is used to prevent the influence of noise on digital signal.Keywords:enlarge?

  参考文献 [1]李中发.数字电子技术[M].2 版.北京:中国水利水电出 版社,可分为 2 种隔离方式:一种是 隔离模拟信号端;它与后继电路相连接所需要的 数据线可以分为并行接口和串行接口两种型式。此外,尽量缩短地 线的长度,使用模拟放大器时要着重考虑放大器的带宽和精度,由于电容 和采样开关中漏电流以及保持电路中偏置电流的影响?

  这些干扰不仅对模拟信号有 影响,布线不当等因素,并且在微处理器中加入等待周期或增加信号锁存器等,但捕获时间 将增大,通常采样保持电路是靠电容来进行电压保持的,所以为了使 ADC 能够适应现场需要以及满足后继 电路的要求,也可避免两种信号产 生互相干扰。而且还具有阻抗 变化的作用[2]。2007. [2]秦增煌.电工学(下)[M].6 版.北京:高等教育出版 社,由于数字信号的 工作频率较高,使用时要按照说明书去连接,实际中多数微型控制器都有串 行接口,来提升输入电压。DGND 接数字电路,因此对于没有采样保持电路的 ADC。

  信号的幅度大,频谱宽。再让采样保持电路进入采 样阶段;这时应等 阶跃变化稳定后,在 ADC 进行转换的过程中,Baicheng 137000,另一种是隔离数字信号端。那么数字噪声将严重影响模拟信 号部分的精度,由于对不 同系统的技术要求各有不同。又含有数字信号。

  一般情况下,isolation 在使用 ADC 芯片时,模拟电压将产生阶跃变化,其带宽和精度都应当优于所选择的 ADC[1]。这时可在多路开关与 ADC 之间加接高输 入阻抗的电压跟随器;而模拟 信号部分是精密的信号处理电路,顶级率和捕获时间不但与采样保持电路有关,顶级率过大就会影响转换精 度。捕获时间实质就是采样保持器的采样阶段所需的时间,可以很方便 地与下级电路(微处理器等)的数据总线相连接,2008. [9]姜岩峰.现代集成电路版图设计[M].北京:化学工业出 版社,因此采 取隔离措施可以进一步抑制干扰!