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(多图) AD7656型模/数转换器在信号采集系统中的应用

来源:国外电子元器件/作者:陈茹梅 郭建硕?? 2006年12月30日 ?? 收藏0

??? ???????3 AD7656的工作原理及系统构成
???????? ? 3.1AD7656的工作原理

????????? AD7656是逐次逼近型转换器,包括1个比较器、1个模/数转换器、1个逐次逼近寄存器(SAR)和1个逻辑控制单元。转换中的逐次逼近是按对分原理由控制逻辑电路完成。其大致过程如下:启动转换后,控制逻辑电路首先把逐次逼近寄存器的最高位置1,其他置0,逐次逼近寄存器的这个内容经过模/数转换后得到约为满量程输出一半的电压值。这个电压值在比较器中与输入信号进行比较。比较器的输出反馈到模/数转换器,并在下一次比较前对其进行修正。在逻辑控制电路的时钟驱动下,逐次逼近寄存器不断进行比较和移位操作,直到完成最低有效位(LSB)的转换。这时逐次逼近寄存器的各位值均已 确定,逐次逼近转换完成。

?????????? 由于逐次逼近型模/数转换器在1个时钟周期内只能完成1位转换,N位转换需要N个时钟周期,故这种模/数转换器的采样速率不高,输入带宽也较小。它的优点是原理简单,便于实现,不存在延迟问题.适用于中速率和分辨率较高的应用场合。

??????????? AD7656包含1个低噪声、宽带跟踪保持放大器来处理输入频率高达8MHz的信号,还具有高速并行和串行接口,从而允许该器件与微处理器(MPU)或数字信号处理器(DSP)连接。在串行接口方式下,AD7656能提供菊花链功能,把多个ADC连接到1个串行接口上。它可以接收双极性输入信号,RANGE引脚和RNG位为下次在±4xVREF-±2xVREF之间转换选择输入范围。当3个CONVST引脚连接到一起时,允许6个片上ADC同时采样,6个ADC可以被分成3对,每对有1个相关的CONVST信号,用来启动每对或每4个或是全部6个ADC同步采样,CONVSTA用来启动V1和V2的同步采样,CONVSTB对应的是V3和V4,CONVSTC对应的是V5和V6。

????????? ?跟踪保持放大器可以保证模/数转换器精确地转换满量程输入的正弦波信号,可以保证分辨率为16bit。跟踪保持放大器的输入带宽比工作在最大吞吐率情况下的ADC的奈奎斯特速率还要大。AD7656可以处理频率为8MHz的输入信号。跟踪保持放大器在CONVSTx的上升沿同步采样各自的输入信号。跟踪保持的典型时间为20ns,这可以使6个ADC同步采样。

?????????? AD7656有2种工作模式:串行接口模式和高速的并行接口模式。本文主要介绍并行接口模式。并行接口模式以1个字的形式来操作(W/B=0),也可采用字节的形式(W/B=1)。从并行总线上读数据时,信号SER/PAR应被置低电平。当CS和RD均为低电平时,数据线DBO-DB15将不再是高阻状态。CS信号可以被永久地置低电平,RD用来访问转换的结果。BUSY信号为低电平时开始读操作。

?????????? AD7656有1个用来执行转换的片上振荡器,转换时间tCONVER为3μS。转换的开始是通过脉冲调制CONVSTx信号开始的,在CONVSTx的上升沿,被选中的ADC的跟踪保持电路会被置为保持模式,转换开始。在CONVSTx信号的上升沿后,BUSY信号会变化,这表示转换正在进行。转换时钟是由内部产生的,转换时间是从CONVSTx信号上升沿开始的3μS,BUSY信号会变为低电平,表示转换结束。在BUSY信号的下降沿,跟踪保持电路将回到跟踪模式。数据通过并行或串行接口从输出寄存器中被读出。图2示出AD7656并行接口字模式下的读操作数据流。

AD7656并行接口字模式下的读操作数据流

点击看原图

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模/数转换器? 信号采集系? 应用?

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