數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)(2)-資料下載頁(yè)
2025-01-07 15:36本頁(yè)面
【正文】 T1內(nèi)的平均值 ， 對(duì)干擾有很強(qiáng)的抑制作用 ， 尤其對(duì)正負(fù)波形對(duì)稱的干擾信號(hào)抑制效果更好 。 (三 ) ΔΣ型 ADC 過(guò)采樣 Σ Δ A/D變換器由于采用了過(guò)采樣技術(shù)和 Σ Δ 調(diào)制技術(shù)，增加了系統(tǒng)中數(shù)字電路的比例，減少了模擬電路的比例，并且易于與數(shù)字系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單片集成，因而能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)高精度的 A/D變換器，適應(yīng)了 VLSI技術(shù)發(fā)展的要求。 ① 過(guò)采樣技術(shù) 圖 理想 3位 ADC轉(zhuǎn)換特性 圖 過(guò)采樣技術(shù)原理圖 ② Σ Δ 調(diào)制及噪聲整形技術(shù) 圖 帶模擬濾波和數(shù)字濾波的過(guò)采樣 圖 一階 ΣΔ ADC 圖 Σ Δ 調(diào)制器的頻域線性化模型 圖 整形后的量化噪聲分布 圖 二階 Σ Δ ADC 圖 信噪比與階數(shù)和過(guò)采樣倍率之間的關(guān)系 ③ 數(shù)字濾波和采樣抽取技術(shù) 圖 M=4的采樣抽取 (四 ) V/F型 ADC 智能儀器中常用的另一種 ADC是 V/F型 ADC。它主要由 V/F轉(zhuǎn)換器和計(jì)數(shù)器構(gòu)成。 V/F型 ADC的特點(diǎn)是：與積分式 ADC一樣，對(duì)工頻干擾有一定的抑制能力；分辨率較高；特別適合現(xiàn)場(chǎng)與主機(jī)系統(tǒng)距離較遠(yuǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合；易于實(shí)現(xiàn)光電隔離。 三 、 常用 ADC集成芯片及其與智能儀器中微處理器的接口 考慮到逐次逼近式 ADC具有轉(zhuǎn)換速度快 ， 精度較高 ， 價(jià)格適中的優(yōu)點(diǎn) ， ΣΔ型 ADC具有轉(zhuǎn)換精度高 ， 價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn) ， 下面將介紹逐次逼近式 ADCAD574A和 ΣΔ型 ADCCS5360及其與CPU的接口 。 (一 ) AD54A及其與微處理器的接口 圖 AD57A的管腳圖 圖 ADC574A單極性和雙極性輸入接法 表 AD574的控制狀態(tài)表： 圖 AD574的 8位輸出數(shù)據(jù)格式 圖 AD574A啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和讀數(shù)據(jù)時(shí)序 圖 AD574A與 8031的接口 表 AD574系列產(chǎn)品主要性能比較 (二 ) CS5360及其與微處理器的接口 1. CS5360簡(jiǎn)介 u 真正的 24位轉(zhuǎn)換 u 105dB的動(dòng)態(tài)范圍 u 低噪聲 ， 總諧波失真 95dB u ΔΣ A/D轉(zhuǎn)換技術(shù) u 片內(nèi)數(shù)字抗混疊濾波及電壓參考 u 最高采樣率 50KHz u 差動(dòng)模擬輸入 u 單 +5V電源供電 圖 CS5360功能框圖 圖 CS5360串行輸出數(shù)據(jù)格式 0 圖 CS5360串行輸出數(shù)據(jù)格式 1 圖 CS5360串行輸出數(shù)據(jù)格式 2 2. CS5360與 CPU的接口電路設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì) CS5360的接口電路時(shí)，需要考慮的一個(gè)主要問(wèn)題是如何將其轉(zhuǎn)換輸出的 24位串行數(shù)據(jù)讀出并存儲(chǔ)。有兩種方案可以考慮：一是將 CS5360的數(shù)據(jù)輸出接口直接與 MCU的I/O口相連，利用 MCU內(nèi)部提供的串行接口或者采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出和保存，該方案對(duì) MCU的速度要求相對(duì)較高；另一方案是設(shè)計(jì)專門(mén)的硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出和存儲(chǔ)，適用于采用低速 MCU的應(yīng)用場(chǎng)合。 圖 基于 FPGA的數(shù)字接口電路部分的設(shè)計(jì) 圖 接口功能框圖 圖 串并轉(zhuǎn)換電路原理圖 圖 工作時(shí)序圖
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