1、 概述
ADS1274/ADS1278是德州仪器(TI)推出的多通道24位工业模数转化器(ADC),内部集成有多个独立的高阶斩波安稳调制器和FIR数字滤波器,可完成4/8通道同步采样,支撑高速、高精度、低功耗、低速4种作业方式;ADS1274/ADS1278具有优秀的AC和DC特性,采样率最高可以达128 Ks/s,62 kHz带宽时信噪比(SNR)可达111 dB,失调漂移为0.8μV/℃。
ADS1274/ADS1278可经过设置相应的输入/输出引脚挑选作业方式,无需寄存器编程,其数据输出可选帧同步或SPI串行接口,便于衔接至DSP、FPGA及微控制器。每个接口均支撑菊花链,简化多通道计数体系中的多个ADS1274或ADS1278的回读功用(readback)。ADS1274作业温度规模为-40℃~+125℃,ADS1278则为-40℃~+105℃,可满意要求严厉的多通道信号收集使用,包含振荡剖析、医疗监控、声学/动态应变丈量及压力丈量设备等。
2、 功用特色
传统的具有较高漂移功用的工业△-∑ADC选用导通带宽滑落起伏很大的数字滤波器,来得尽可能满意DC丈量需求的有限信号带宽。针对音频使用的高分辨率ADC可以供给更大的可用带宽,但偏移与漂移标准远低于工业ADC。ADS1274/ADS1278将两种类型的转化器相结合,完成最佳DC与AC标准的高精度工业丈量。详细特色如下:
答应4/8通道同步采样;
采样率最高可达128 Ks/s;
AC功用:作业在高精度方式下,输入信号带宽为62 kHz时,SNR为111 dB,总谐波失真(THD)为-108 dB;
DC功用:0.8μV/℃失调漂移,1.3 ppm/℃增益漂移;
4种可选作业方式:高速方式为128 Ks/s,信噪比106 dB;高精度方式为52 Ks/s,信噪比111 dB;低功耗方式为52 ks/s,31 mW/通道;而低速方式为10 ks/s,7 mW/通道;
片上线性相位数字滤波器;
SPI或帧同步串行接口;
低采样孔径差错;
调制器输出挑选。
3、 引脚功用阐明
ADS1274/1278均选用64引脚HTQFP封装,两者引脚兼容以便于扩展,引脚功用阐明如表1所示。
4 、功用描绘
4.1 作业原理
ADS1274/ADS1278是△-∑型模数转化器,其结构框图如图1所示,两者除内部所含模/数转化器(ADC)数目不同外,功用完全相同。它们主要由4/8个独立的ADC并行完成4/8通道输入信号的数字化,每个ADC由先进的6阶斩波、△-∑调制器,后接低纹波、线性相位的有限冲积呼应(FIR)数字滤波器构成。调制器检测差分输入信号VIN=(AINP-AINN),并与差分参阅电压VREF=(VREFP-VREFN)相比较得到一个1秒密度的位流输出,输出的位流经内部的数字滤波器滤波后得到一个低噪声的数字输出。
作业时调制器以高速采样输入信号(典型值输出数据率的64倍),调制器发生的量化噪声被移人高频带,由其内部的数字滤波器滤除,调制器的过采样倍率与作业方式有关,别离可取64(高速、低速、低功耗方式)或128(高精度方式),数字滤波器可对截止频率外的信号衰减达100 dB,使信号导通带宽在90%的奈奎斯特频率时,纹波低于0.005 dB。
4.2 作业方式设置
ADS1274/ADS1278答应在速度、精度、功耗方面权衡从4种作业方式中挑选一种,各种作业方式下的功用如表2所示,而方式挑选是由MODE[1:0]引脚的输入状况确认。
4.3 数据输出接口
ADS1274/ADS1278转化后的数据输出选用串行接口,可选用两种接口协议:SPI协议和帧同步协议,一起也可挑选不同的数据输出格局,协议和数据输出格局的挑选是由FORFMAT[2:0]引脚的输入状况确认。
对应SPI和帧同步接口协议,转化后的数据或经过独立的DOUT引脚以并行数据方式(离散方式)移位输出或经过一个一起的引脚DOUT1(TDM方式)移位输出。
在TDM数据输出方式中,多通道输出数据的方位有两种挑选,即方位固定和方位动态分配。方位固守时,每个通道输出数据的方位严厉依照次序输出(即便某些通道掉电,也占有一个输出方位),动态分配时多通道输出数据的方位可根据通道使用情况随机调整,后续通道数据可占有前面掉电不必通道数据的方位,图2和图3描绘了TDM方式时,固定方位和动态方位时的数据输出方式,表3列出接口协议、输出格局和数据方位联系。
5、 使用接口电路
5.1 根本差分输入信号接口电路
根本差分输入信号接口电路如图4所示,选用运算放大器OPA1632和RC构成的低通滤波器对输入信号进行调度,其间VCOM端可直接衔接至ADC的VCOM引脚,也可经过OPA350缓冲输出,12 V电源可选用10μF和0.1μF的电容旁路,关于电容(2),当作业在低功耗方式时可选用2.7 nF的电容,在低速方式时则选用15 nF的电容。
5.2 ADS1724与TMS320的接口电路
图5给出了ASD1274与TMS320VC5509的接口电路,ADS1274与TMS320VC5509之间选用帧同步串行接口,CLKDIV接3.3 V,采样主时钟频率为27 MHz,四路模仿输入信号可选用图4所示的衔接接入AINP和AINN。
6 、结束语
ADS1274/1278是根据△-∑技能的24位高功用工业模数转化器,内部集成有多个独立的高阶斩波安稳调制器和FIR数字滤波器,具有优秀的AC和DC功用,可完成4/8通道同步采样,支撑高速、高精度、低功耗、低速4种作业方式;数据输出可选帧同步或SPI串行接口,每个接口均支撑菊花链衔接,可使用于要求严厉的多通道信号收集体系,如振荡剖析、医疗监控、动态应变丈量设备等。
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