智能測控系統(tǒng)設(shè)計3_數(shù)據(jù)采集(東南大學(xué))

1、智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論第四章第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式4.2 采樣保持器采樣保持器4.3 多路模擬開關(guān)多路模擬開關(guān)4.4 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器4.5 浮點放大器浮點放大器4.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電器隔離數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電器隔離智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論4.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 多路分時采集單端輸入系統(tǒng)多路分時采集單端輸入系統(tǒng) 多路同步采集分時輸入系統(tǒng)多路同步采集分時輸入系統(tǒng) 多路同步采集多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)多路同步采集多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)智能測控

2、系統(tǒng)導(dǎo)論多路分時采集單端輸入系統(tǒng)多路分時采集單端輸入系統(tǒng)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論多路同步采集分時輸入系統(tǒng)多路同步采集分時輸入系統(tǒng)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論多路同步采集多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)多路同步采集多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論4.2 采樣保持器采樣保持器 采樣保持器基本原理采樣保持器基本原理 采樣保持器基本參數(shù)采樣保持器基本參數(shù) 集成采樣保持器集成采樣保持器LF398智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論采樣保持器基本原理采樣保持器基本原理智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論采樣保持器基本參數(shù)采樣保持器基本參數(shù)捕獲時間：采樣命令起，輸出從原保持值到當(dāng)前捕獲時間：采樣命令起，輸出從原保持值到當(dāng)前輸入信號值所需時間，一般在輸入信號值所需時間，一般在350ns15

3、s?？讖綍r間：保持命令起，到開關(guān)斷開的時間，孔徑時間：保持命令起，到開關(guān)斷開的時間，10200ns。孔徑抖動：孔徑時間的變化范圍。孔徑抖動：孔徑時間的變化范圍。保持建立時間：開關(guān)斷開后，輸出達(dá)到穩(wěn)定的時保持建立時間：開關(guān)斷開后，輸出達(dá)到穩(wěn)定的時間。間。衰減率：保持時間內(nèi)，輸出下降的速度。衰減率：保持時間內(nèi)，輸出下降的速度。傳導(dǎo)誤差：保持時間內(nèi)，由于寄生電容，輸入信傳導(dǎo)誤差：保持時間內(nèi)，由于寄生電容，輸入信號引起輸出信號的變化。號引起輸出信號的變化。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論捕獲捕獲時間時間孔徑孔徑時間時間孔徑孔徑抖動抖動保持建保持建立時間立時間傳導(dǎo)傳導(dǎo)誤差誤差智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論集成采樣保持器集成采樣保持器

4、LF398捕獲時間小于捕獲時間小于10 s智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論LF398連接連接智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論集成采樣保持器集成采樣保持器AD585捕獲時間小于捕獲時間小于3 s智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD585連連接接智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論4.3 多路模擬開關(guān)多路模擬開關(guān) 多路開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)多路開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo) 多路模擬開關(guān)芯片舉例多路模擬開關(guān)芯片舉例 多路模擬開關(guān)的擴展多路模擬開關(guān)的擴展智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論多路開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)多路開關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)RON:導(dǎo)通電阻；導(dǎo)通電阻；RONVS:導(dǎo)通電阻溫度漂移；導(dǎo)通電阻溫度漂移；IC:開關(guān)接通電流；開關(guān)接通電流；IS:開關(guān)斷開時的泄漏電流；開關(guān)斷開時的泄漏電流；CS:開關(guān)斷

5、開時，開關(guān)對地電容；開關(guān)斷開時，開關(guān)對地電容；COUT:開關(guān)斷開時，輸出端對地電容；開關(guān)斷開時，輸出端對地電容；tON:開關(guān)接通時的延遲時間；開關(guān)接通時的延遲時間；tOFF:開關(guān)斷開時的延遲時間；開關(guān)斷開時的延遲時間；tOPEN:從一個通道的接通狀態(tài)到另一個通道的從一個通道的接通狀態(tài)到另一個通道的接通狀態(tài)所用時間。接通狀態(tài)所用時間。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論導(dǎo)通電阻導(dǎo)通電阻與電源電與電源電壓的關(guān)系壓的關(guān)系 導(dǎo)通電阻導(dǎo)通電阻與溫度的與溫度的關(guān)系關(guān)系 CMOS型模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻曲線型模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻曲線 智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論多路模擬開關(guān)芯片舉例多路模擬開關(guān)芯片舉例單端單端16通道通道AD7506智能測控系統(tǒng)

6、導(dǎo)論差動差動8通道通道AD7507智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論RON:400 ；tON:1.5 s；tOFF:1 s ；tOPEN:100ns智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論多路模擬開關(guān)的擴展多路模擬開關(guān)的擴展智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論4.4 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)A/D轉(zhuǎn)換器的分類轉(zhuǎn)換器的分類積分式積分式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器逐次逼近式逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 - A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器并行比較式并行比較式A/D轉(zhuǎn)換器原理轉(zhuǎn)換器原理智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)分辨率，一般以位數(shù)表示，如分辨率，一般以位數(shù)表示，如12位位AD；量化誤差，一般為量

7、化誤差，一般為 1/2LSB；偏移誤差，又稱零值誤差，即輸入零時輸偏移誤差，又稱零值誤差，即輸入零時輸出不為零，可用電位器調(diào)至最?。怀霾粸榱?，可用電位器調(diào)至最小；滿刻度誤差，即增益誤差；滿刻度誤差，即增益誤差；線性度，實際轉(zhuǎn)移特性與理想直線的最大線性度，實際轉(zhuǎn)移特性與理想直線的最大偏差；偏差；轉(zhuǎn)換速率，每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)，轉(zhuǎn)換速率，每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)，1MSPS=1兆次兆次/秒秒。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器的的分分類類智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論積分式積分式A/D轉(zhuǎn)換器原理轉(zhuǎn)換器原理對對-uI積積分，計數(shù)分，計數(shù)2n-1個個對基準(zhǔn)電壓對基準(zhǔn)電壓積分，計數(shù)積分，計數(shù)N個個RniuNu12智能測

8、控系統(tǒng)導(dǎo)論積分式積分式ADC芯片芯片舉例舉例（ICL7109）主要指標(biāo)：主要指標(biāo)：分辨率分辨率12位；轉(zhuǎn)換位；轉(zhuǎn)換速度速度30次次/秒；零漂秒；零漂1 v/ C；電源電源 5V（典型）；（典型）；輸入電壓輸入電壓小于小于 4V智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ICL7109積分式積分式ADC的工作過程的工作過程調(diào)零調(diào)零階段階段信號信號積分積分階段階段參考參考積分積分階段階段快速快速回零回零階段階段智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ICL7109積分式積分式ADC的管腳的管腳指示轉(zhuǎn)換是指示轉(zhuǎn)換是否結(jié)束否結(jié)束高位高位字節(jié)字節(jié)低位低位字節(jié)字節(jié)三態(tài)輸出三態(tài)輸出便于數(shù)據(jù)便于數(shù)據(jù)線的連接線的連接智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論控制高控制高低字節(jié)低字節(jié)的輸出

9、的輸出數(shù)據(jù)輸數(shù)據(jù)輸出選通出選通智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ICL7109積分式積分式ADC的管腳的管腳低電平為直接輸?shù)碗娖綖橹苯虞敵龇绞?，高電平出方式，高電平為握手方式為握手方式有關(guān)有關(guān)振蕩振蕩器的器的連接連接運行控運行控制制智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論輸入信號，握輸入信號，握手方式時外設(shè)手方式時外設(shè)接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)輸入為差輸入為差分信號分信號智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ICL7109直接輸出模式控制邏輯直接輸出模式控制邏輯智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論元件參數(shù)元件參數(shù)積分電阻 kRINTA20mV）滿刻度電壓（積分電容 FVA20)2048(）積分器輸出電壓幅度（）（時鐘周期INTC校零電容：0.33F參考電容： 1F參考電壓：輸入電壓/2

10、，例如參考電壓1.024V，則輸入滿刻度電壓2.048VRC振蕩頻率：f=0.45/RC智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ICL7109振蕩器連接振蕩器連接選擇選擇RC振蕩器振蕩器選擇晶體選擇晶體振蕩器振蕩器智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ICL7109應(yīng)用應(yīng)用智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論逐次逼近式逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器原理轉(zhuǎn)換器原理智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論逐次逼近式逐次逼近式ADC芯片芯片舉例舉例AD1674智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD1674主要指標(biāo)主要指標(biāo)分辨率分辨率12位；轉(zhuǎn)換時間位；轉(zhuǎn)換時間10 s；溫漂；溫漂 6LSB；電源；電源 15V（模擬電源，典型值）、（模擬電源，典型值）、 5V（數(shù)字電源，典型值）；（數(shù)字電源，典型值）；輸入電壓輸入

11、電壓 5V、 10V、10V、20V；輸入阻抗；輸入阻抗5k （10V幅度）、幅度）、10k （20V幅度）；幅度）；SHA：捕獲時間：捕獲時間1 s、孔徑時間、孔徑時間50ns、孔徑抖動、孔徑抖動250ps智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD1674管腳管腳1. VLOGIC，5V2. 12/8，DI，L：8位輸出，位輸出，H：12位輸出位輸出3. /CS，DI，片選，低有效，片選，低有效4. A0，DI，轉(zhuǎn)換時：，轉(zhuǎn)換時：L，12位轉(zhuǎn)換，位轉(zhuǎn)換，H，8位轉(zhuǎn)換；讀數(shù)時：位轉(zhuǎn)換；讀數(shù)時：L，DB4DB11有效，有效，H，DB3DB0有效。有效。5. R/C，DI，H，讀操作，讀操作，L轉(zhuǎn)換操作轉(zhuǎn)換操作6. C

12、E，DI，片使能，可用于起動一次操作（讀或轉(zhuǎn)換），片使能，可用于起動一次操作（讀或轉(zhuǎn)換）7. Vcc，15V（或（或12V）8. REF OUT，10V輸出輸出9. AGND10. REF IN，接，接50 ，再連，再連REF OUT智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD1674管腳管腳11. VEE，15V（或（或12V）12. BIP OFF，AI，雙極偏置端，雙極輸入時接，雙極偏置端，雙極輸入時接50 ，再接，再接REF OUT，單極工作時接，單極工作時接AGND13. 10Vin，AI，010V或或-5+5V輸入輸入14. 20Vin，AI，020V或或-10+10V輸入輸入15. DGND1619，D

13、O，數(shù)字低四位，數(shù)字低四位2027， DO，數(shù)字高四位，數(shù)字高四位28.STS，DO，H，正在轉(zhuǎn)換，正在轉(zhuǎn)換，L，完成轉(zhuǎn)換，完成轉(zhuǎn)換智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD1674真值表真值表智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論單極性輸入時參考電源的接法單極性輸入時參考電源的接法智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論雙極性輸入時參考電源的接法雙極性輸入時參考電源的接法智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論增增量量編編碼碼原原理理積分器增量編碼信號通增量編碼信號通過積分器和低通過積分器和低通濾波器解調(diào)。濾波器解調(diào)。上升一個臺階編上升一個臺階編碼為碼為1，下降一個，下降一個臺階編碼為臺階編碼為0智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論增量編碼存在的問題增量編碼存在的問

14、題過載噪聲：原始曲線的變化率過載噪聲：原始曲線的變化率過大，調(diào)制曲線跟不上造成的過大，調(diào)制曲線跟不上造成的誤差。誤差。量化噪聲：調(diào)制曲線和原始曲量化噪聲：調(diào)制曲線和原始曲線之間由于量化造成的誤差。線之間由于量化造成的誤差。由于上述原因，增量編碼存在較大的噪聲（誤差）。由于上述原因，增量編碼存在較大的噪聲（誤差）。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論總和增量（總和增量（ - ）編碼原理）編碼原理dttdetxtytytxte)()()()()()(11量化誤差的微分為高量化誤差的微分為高頻信號，頻信號，y1(t)經(jīng)低通經(jīng)低通濾波后即可解調(diào)濾波后即可解調(diào)對輸入信號積分后再進(jìn)行對輸入信號積分后再進(jìn)行增量編碼。這樣降低了

15、信增量編碼。這樣降低了信號中高頻分量的幅度。號中高頻分量的幅度。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論 - A/D轉(zhuǎn)換器原理說明轉(zhuǎn)換器原理說明UI=0V輸入為輸入為oV時，時，0和和1的個數(shù)相等的個數(shù)相等輸入為輸入為oV時，時，斜率相等斜率相等+UR-UR(a)0 1 0 1 0 1 0 184+UR-URABCD智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論 - A/D轉(zhuǎn)換器原理說明轉(zhuǎn)換器原理說明UI=1/4UR輸入為輸入為1/4UR時，時，1的個數(shù)比的個數(shù)比0的個數(shù)多的個數(shù)多輸入為輸入為1/4UR時，斜率不等時，斜率不等( b )85RU45RU430 1 1 0 1 1 0 1+ UR- URABCD智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論二階二階 - A/D轉(zhuǎn)

16、換器轉(zhuǎn)換器智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論 - A/D轉(zhuǎn)換器的特點轉(zhuǎn)換器的特點1.轉(zhuǎn)換精度高：由先進(jìn)的原理保證。轉(zhuǎn)換精度高：由先進(jìn)的原理保證。2.轉(zhuǎn)換速度低：過采樣轉(zhuǎn)換速度低：過采樣 - 調(diào)制實現(xiàn)調(diào)制實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，犧牲速度換取精度。轉(zhuǎn)換，犧牲速度換取精度。3.由于采用由于采用過采樣過采樣 - 調(diào)制，所以調(diào)制，所以ADC前端不需要加抗混迭濾波器。前端不需要加抗混迭濾波器。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論 - ADC芯片芯片舉例舉例ADS1210ADS1211比比ADS1210增加了增加了多路轉(zhuǎn)換開關(guān)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210/1211的主要指標(biāo)的主要指標(biāo)1.有效分辨率：有效分辨率：10Hz時時24位，位，1k

17、Hz時時20位（加速模式）位（加速模式）2.數(shù)據(jù)輸出速度：最高數(shù)據(jù)輸出速度：最高15.6kHz3.PGA增益：增益：1,2,4,8,164.參考電壓輸出：參考電壓輸出：2.5V，25ppm/C5.偏置電壓輸出：偏置電壓輸出：3.3V。6.時鐘頻率：最高時鐘頻率：最高10MHz7.電源：電源：5V智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的管腳功能的管腳功能1.AINP：同相輸入：同相輸入2.AINN：反相輸入：反相輸入3. AGND：模擬地：模擬地4. ABIAS：偏置電壓輸出：偏置電壓輸出3.3V5./CS：片選輸入：片選輸入6./DSYNC：同步輸入信號：同步輸入信號7.XIN：系統(tǒng)時鐘輸入：系統(tǒng)時鐘

18、輸入8. XOUT：系統(tǒng)時鐘輸出端（接晶振）：系統(tǒng)時鐘輸出端（接晶振）9.DGND：數(shù)字地：數(shù)字地10.DVDD：數(shù)字電源，：數(shù)字電源，5V智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的管腳功能的管腳功能11.SCLK:數(shù)據(jù)傳送時鐘輸入數(shù)據(jù)傳送時鐘輸入/輸出輸出12.SDIO：串行數(shù)據(jù)輸入（也可作輸出）：串行數(shù)據(jù)輸入（也可作輸出）13. SDOUT：串行數(shù)據(jù)輸出：串行數(shù)據(jù)輸出14. DRDY：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒15.MODE：模式控制信號，：模式控制信號，H主控模式，主控模式，L從從動模式動模式16.模擬電源：模擬電源：+5V17.REFOUT:參考電壓輸出參考電壓輸出+2.5V18. REFIN:

19、參考電壓入?yún)⒖茧妷喝胫悄軠y控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的結(jié)構(gòu)框圖的結(jié)構(gòu)框圖智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的加速模式的加速模式智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的輸入偏置的輸入偏置信號直接輸入時，差分電壓范圍為信號直接輸入時，差分電壓范圍為05V外加偏置可改變輸入范圍，輸入范圍也與外加偏置可改變輸入范圍，輸入范圍也與PGA增益有關(guān)增益有關(guān)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的標(biāo)定方式的標(biāo)定方式自標(biāo)定：輸入短路標(biāo)零位，輸入接參考標(biāo)滿度自標(biāo)定：輸入短路標(biāo)零位，輸入接參考標(biāo)滿度智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的標(biāo)定方式的標(biāo)定方式系統(tǒng)零位標(biāo)定：輸入接差分輸入端，標(biāo)零位系統(tǒng)零位標(biāo)定：輸入接差分輸入端，標(biāo)零位智能測控系統(tǒng)導(dǎo)

20、論ADS1210的標(biāo)定方式的標(biāo)定方式系統(tǒng)滿度標(biāo)定：輸入接差分輸入端，標(biāo)滿值系統(tǒng)滿度標(biāo)定：輸入接差分輸入端，標(biāo)滿值智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的標(biāo)定方式的標(biāo)定方式系統(tǒng)準(zhǔn)標(biāo)定：輸入接差分輸入端，標(biāo)零位；輸入系統(tǒng)準(zhǔn)標(biāo)定：輸入接差分輸入端，標(biāo)零位；輸入接參考標(biāo)滿度接參考標(biāo)滿度智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的標(biāo)定方式的標(biāo)定方式系統(tǒng)后臺標(biāo)定：系統(tǒng)后臺標(biāo)定： 短路標(biāo)零短路標(biāo)零位位正常轉(zhuǎn)換正常轉(zhuǎn)換接參考標(biāo)滿接參考標(biāo)滿度度正常轉(zhuǎn)換正常轉(zhuǎn)換（循環(huán)再做）（循環(huán)再做）智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210的主模式和從模式的主模式和從模式主模式：主模式：MODE=H，時鐘由，時鐘由ADS1210內(nèi)部內(nèi)部提供，提供，SCLK為

21、輸出。為輸出。從模式：從模式：MODE=L，時鐘由外部主控制器設(shè)，時鐘由外部主控制器設(shè)定，定，SCLK為輸入，大多數(shù)系統(tǒng)使用從模式。為輸入，大多數(shù)系統(tǒng)使用從模式。睡眠模式：命令寄存器模式位寫入睡眠模式：命令寄存器模式位寫入110，模，模擬電路和大部分?jǐn)?shù)字電路被關(guān)斷。寫入新模擬電路和大部分?jǐn)?shù)字電路被關(guān)斷。寫入新模式可以重新激活。式可以重新激活。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210內(nèi)部寄存器內(nèi)部寄存器智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210指令寄存器指令寄存器INSR命令串行口對寄命令串行口對寄存器進(jìn)行讀或?qū)懘嫫鬟M(jìn)行讀或?qū)憂個字節(jié)個字節(jié)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210命令寄存器命令寄存器CMR控制轉(zhuǎn)換器的所有功能控

22、制轉(zhuǎn)換器的所有功能智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論命令寄存器的各位命令寄存器的各位（輸出數(shù)據(jù)的范圍）（輸出數(shù)據(jù)的范圍）智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論命令寄存器的各位命令寄存器的各位作用同輸入端作用同輸入端/DSYNC智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論命令寄存器的各位命令寄存器的各位智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論命令寄存器的各位命令寄存器的各位加速模式控制位，控制輸入電容采樣頻率和調(diào)制速率加速模式控制位，控制輸入電容采樣頻率和調(diào)制速率控制抽取率：數(shù)字濾波器中計算單個輸出結(jié)果所用的調(diào)制個數(shù)控制抽取率：數(shù)字濾波器中計算單個輸出結(jié)果所用的調(diào)制個數(shù)智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210數(shù)據(jù)輸出寄存器數(shù)據(jù)輸出寄存器DOR存放最新的存放最新的轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論A

23、DS1210零偏標(biāo)定寄存器零偏標(biāo)定寄存器OCR存放零位標(biāo)存放零位標(biāo)定結(jié)果定結(jié)果智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210滿度標(biāo)定寄存器滿度標(biāo)定寄存器FCR存放滿度標(biāo)存放滿度標(biāo)定結(jié)果定結(jié)果智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論三線接口從動模式三線接口從動模式從動模式接地智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論四線接口從動模式四線接口從動模式智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論ADS1210應(yīng)用應(yīng)用智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論并行比較式并行比較式ADC原理原理(1/2)VR/256(3/2)VR/256(511/2)VR/256只有一個為12n線線/n線線輸出輸出智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論分級式分級式ADC結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)又稱流水線式又稱流水線式ADC或多級式或多級式ADC（subranging，pip

24、elined，multistep）如：由兩級如：由兩級4位并行式位并行式ADC構(gòu)成構(gòu)成8位分級式位分級式ADC智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論分級式分級式ADC舉例舉例AD9480尺寸尺寸12121.2mm智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480功能框圖功能框圖智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480管腳管腳智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480管腳管腳智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480管腳管腳智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480管腳管腳智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480主要參數(shù)主要參數(shù)分辨率分辨率8位；位；轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率250MSPS；非線非線性性0.5LSB；差分輸入電壓范圍；差分輸入電壓范圍 0.5V；共模電壓共模電壓2V；輸入電阻；輸入電阻10k ；輸

25、入電；輸入電容容4pF；內(nèi)部參考電壓內(nèi)部參考電壓1V；電源電源3.3V；功耗功耗452mW；溫度范圍；溫度范圍-40+85C智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480時序時序智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480信號驅(qū)動信號驅(qū)動智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論AD9480數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論4.5 瞬時浮點放大器瞬時浮點放大器IFP IFP基本原理 三次比較七階型IFP 游標(biāo)型IFP 衰減型IFP智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論IFP基本原理基本原理Instantaneous Floating Point Amplifier瞬時：即在一個采樣寬度內(nèi)完成放大器增益的瞬時：即在一個采樣寬度內(nèi)完成放大器增益的調(diào)整，取得最佳增益值。調(diào)整，取得最

26、佳增益值。浮點放大器輸出： )(2)(2tutuino智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論三次比較七階型三次比較七階型IFPA1A7的放大倍數(shù)均為的放大倍數(shù)均為22，S0S7只有一個開關(guān)導(dǎo)通，只有一個開關(guān)導(dǎo)通，S8導(dǎo)通導(dǎo)通( S0S7 不通不通)時測量漂移值，并由保持積分器保存，送到輸入級補償。時測量漂移值，并由保持積分器保存，送到輸入級補償。比較上下限智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論增益調(diào)整過程增益調(diào)整過程7個開關(guān)，8種情況28智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論游標(biāo)型游標(biāo)型IFP主放大器主放大器游標(biāo)放大器游標(biāo)放大器K1K4閉合一個閉合一個K5K8閉合一個閉合一個智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論調(diào)整過程調(diào)整過程智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論4.6 高速高速ADC的控制的控制

27、中低速ADC一般由單片機直接控制，利用ADC芯片提供的相關(guān)信號，如通道選擇、片選信號、轉(zhuǎn)換開始控制信號、轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號、數(shù)據(jù)傳輸高低位控制信號等，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的通道控制、轉(zhuǎn)換開始控制、數(shù)據(jù)傳輸控制等。但高速ADC的轉(zhuǎn)換速度經(jīng)常在幾十MSPS以上，單片機無法控制，即使是高性能嵌入式控制器、DSP等，也難于完成高速ADC的控制。一般的辦法是采用硬件直接控制高速ADC的時序，同時控制數(shù)據(jù)的傳輸或保存。選用合適的FPGA或CPLD完成硬件設(shè)計。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論高速高速ADC的組成的組成 示例：示例：CPLDCPLD控制的控制的ADCADC。智能測控系統(tǒng)導(dǎo)論高速高速ADCTLC5510 A/D轉(zhuǎn)換芯片是TLC5510，它是美國TI公司的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于視頻處理、高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。采用CMOS工藝制造，精確度為8位，轉(zhuǎn)換頻率為20MSPS，采用半閃速結(jié)構(gòu)，