导言
在工业操控和工业自动化运用中，一般需求高分辨率数据转化器。尽管今日的现场可编程门阵列（FPGA）和微操控器内部集成了数/模转化器（ADC），但在大都情况下，ADC的分辨率不高，也缺少满足的阻隔。Campbell子体系参阅规划（MAXREFDES4#）为16位高精度工业模仿前端（AFE），可接纳一路4-20mA电流环或一路0.2V至4.096V的电压输入信号，供给阻隔电源和完好的数据收集小型化规划。Campbell规划包含高精度低噪声缓冲器（MAX44250）、高精度ADC （MAX11100）、超高精度4.096V电压基准（MAX6126）、600VRMS数据阻隔器（MAX14850），以及阻隔的5V电源（MAX256/MAX1659）。这个AFE计划能够用于任何高精度模/数转化场合，但首要针对工业传感器、工业自动化、进程操控、可编程逻辑操控器（PLC）和医学运用。
图1. Campbell子体系规划框图
硬件具体阐明
3.3V和5V两种模块均供给Pmod引脚摆放和其它引脚摆放。该模块为3.3V供电版别，其SPI引脚摆放如下图所示。
供电要求如表1所示，当时支撑的渠道及其端口见表2。
Campbell子体系十分适宜高精度4-20mA电流环或0.2V – 4.096V输入规模的数据收集体系。硬件规划一起供给电源阻隔（MAX256）和数据阻隔（MAX14850）。
MAX44250运放（U1）输入电路经过一个200 Ω负载电阻将4–20mA电流环转化成电压（JU2闭合）或衔接0.2V- 4.096V （JU2开路）电压信号。
MAX11100 （U2）为16位逐次迫临（SAR） ADC，具有AutoShutdown™1.1µs快速唤醒功用。ADC基准输入由MAX6126超高精度4.096V电压基准（U3）驱动，具有0.02%初始精度和3ppm/°C最大温漂系数。
MAX256 （U4）供给阻隔电源计划，运用现成的TGM-H281NF Halo®变压器，主副边匝数比为1:2.6，配合板上倍压电路将3.3V转化成12V输出。运用MAX1659 低压差稳压器完结后续稳压（U5用于12V输出、U6用于5V模仿电源输出、U8用于5V数字供电电源输出）。数据阻隔选用MAX14850 （U5）数字数据阻隔器完结，电源和数据阻隔可达600V RMS。
需求运用板上阻隔电源时，将跳线JU3的1–2方位短接，跳线JU4的2–3方位短接。假如不需求板上阻隔电源，能够选用外部12V直流电源。将跳线 JU3的2–3方位短接，跳线JU4的1–2 方位短接。衔接外部电源的地到GND2接头，衔接12V直流电源到EXT_V接头。跳线设置和输入电流需求如表1所示。
固件具体描述
Campbell固件针对Nexys3开发板规划，专用于Xilinx® Spartan-6 FPGA内部的MicroBlaze™软核微操控器。可能会定时在固件中参加规划文件以支撑附加渠道，目前所支撑的渠道和端口如表2所示。
该固件用于演示怎么衔接硬件接口、获取收集样本，并把它们保存到存储器内，简略的流程如图2所示。固件运用Xilinx SDK工具包，用C言语编写，根据Eclipse™的开源规范。Campbell定制功用选用的是规范的Xilinx XSpi核版别3.03a。SPI时钟频率为3.125MHz。
图2. Campbell固件流程图
固件接受命令、写状况，并可经过一个虚拟COM端口下载采样数据包，将其存入规范的终端程序。供给完好的源代码，协助客户加快开发。程序文件能够在相关的固件渠道文件中找到。
快速评价
需求设备：
带有2个USB口的Windows®计算机
Campbell （MAXREFDES4#）板
Campbell支撑渠道（例如Nexys 3开发工具包）
4-20mA电流环传感器或其它信号源
试验丈量
运用设备：
Audio Precision® SYS-2722音频信号源或平等信号源
电压校准表DVC-8500
带双USB口的Windows计算机
Campbell （MAXREFDES4#）板
Nexys 3开发工具包
12V直流电源（仅用于外部电源测验）
测验Campbell规划时须慎重挑选适宜的设备，测验任何高精度规划的关键在于挑选比被测件精度更高的信号源和测验设备。有必要选用低失真信号源以复现实在的成果。输入信号由Audio Precision SYS-2722发生，运用Mitov Software SignalLab的FFT控件生成FFT改换。
板上阻隔电源供电条件下的沟通和直流功能如图3和图4所示；外部电源供电时的沟通和直流功能如图5和图6所示。
图3. 选用在板上阻隔电源供电时的沟通FFT，输入信号
为0.2V-4.08V 1kHz正弦波，高阻输入，采样率20ksps，Blackman-Harris窗。
图4. 选用板上阻隔电源供电时的直流直方图；2.0V输入信号、高阻输入，
20ksps采样速率，样本数为65，536；码值散布在6个LSB，以96.57%的
概率坐落中心的三个LSB，规范方差为0.702。
图5. 外部电源供电时的沟通FFT改换，0.2V-4.08V 1kHz正弦波
输入信号，高阻输入，20ksps 采样速率，Blackman-Harris窗。
图6. 选用外部电源的直流直方图，2.0V输入信号；高阻输入；
20ksps收集速率，样本数为65，536；码值散布在7个LSB，以96.94%的概率
坐落中心的三个LSB，规范方差为0.721。
ARM是ARM Limited的注册商标和注册服务标志。
Audio Precision是Audio Precision， Inc.的注册商标。
AutoShutdown是Maxim Integrated Products， Inc.的商标。
Cortex是ARM Limited的注册商标。
Eclipse是Eclipse Foundation， Inc.的商标。
Halo是Halo Electronics， Inc.的注册商标。
MicroBlaze是Xilinx， Inc.的商标。
Nexys是Digilent Inc.的商标。
Pmod是Digilent Inc.的商标。
Spartan是Xilinx， Inc.的注册商标。
Windows是Microsoft Corporation的注册商标和注册服务标志。
Xilinx是Xilinx， Inc.的注册商标和注册服务标志。
ZedBoard是ZedBoard.org的商标。
Zynq是Xilinx， Inc.的注册商标。
