模數(shù)轉(zhuǎn)換器開發(fā)，如何縮小ADC的搜索范圍

谷歌搜索術(shù)語“模數(shù)轉(zhuǎn)換器選擇”會產(chǎn)生了數(shù)以千計的搜索結(jié)果，證明這一任務(wù)對參與設(shè)計傳感解決方案的許多人而言仍然具有挑戰(zhàn)性。畢竟，從8位微控制器（MCU）中集成的簡單10位ADC到可以GHz速率解析的ADC，有大量的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）解決方案。

除非正在設(shè)計專門的傳感前端，否則您很可能正在尋找一款集成ADC，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的性能，而不會影響節(jié)能或操作的靈活性。在這篇文章中，我列出了幾個參數(shù)，可幫助您縮小ADC的搜索范圍，根據(jù)應(yīng)用的具體需要，您可能還要參考其他參數(shù)。

分辨率。也許是討論最多的ADC參數(shù)，關(guān)于ADC可以解析的比特數(shù)是否是其準(zhǔn)確度的最重要的測量值，存在許多問題。審視這一點的一個簡單的方法是通過檢查您應(yīng)用在ADC轉(zhuǎn)換后采取的行動。例如，測量溫度變化是否已經(jīng)發(fā)生是相對測量嗎？如果是，一個10位或12位的ADC就足夠了，因為這是真-假-否問題。另一方面，考慮電表等產(chǎn)品。在這種應(yīng)用中，模數(shù)轉(zhuǎn)換需要高精度。負(fù)載電流測量的準(zhǔn)確性可能意味著能源使用的差異，以及公用事業(yè)公司計費的差異。這類應(yīng)用通常使用> 16位Δ-ΣADC，以確保高質(zhì)量的轉(zhuǎn)換結(jié)果。

采樣率。ADC的采樣率直接取決于輸入的頻率。感謝我們的學(xué)者朋友Nyquist，您知道ADC必須以> 2倍的輸入信號（F采樣≥2x F輸入）進行采樣，并且您知道有一個最低要求的采樣率。例如，100kHz的輸入需要在≥200kHz的頻率上進行采樣。但是，數(shù)據(jù)手冊中規(guī)定的采樣速率僅涵蓋真正的“采樣+轉(zhuǎn)換”時鐘 ——并沒有考慮到ADC的任何設(shè)置時間、后處理轉(zhuǎn)換后的結(jié)果用于決策或片外移動數(shù)據(jù)。這些因素同樣重要，因為它們使您能夠計算ADC轉(zhuǎn)換的周期和占空比，從而計算后處理的剩余余量。

例如，1MSPS的ADC采樣將在1ms內(nèi)采集1,000個16位樣本。如果您使用雙緩沖方法捕獲ADC樣本，那么您知道您有≤1ms的時間來后處理數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，根據(jù)結(jié)果采取措施并可能在下一個數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備處理之前移動數(shù)據(jù)。

參考選擇。評估集成ADC時，一個重要標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)部精密參考源的可用性。在某些情況下，設(shè)置多個參考電壓范圍的能力可確保解析ADC不同輸入范圍的靈活性。

工作范圍。許多ADC在設(shè)備可用的總電源電壓范圍的有限部分內(nèi)工作。衡量應(yīng)用在這方面的需求非常重要。例如，在電池供電的應(yīng)用中，可能需要降至最低電源電壓范圍（1.8V對于MCU而言相當(dāng)?shù)湫?，盡管TI的SimpleLink? MSP432P4系列中的一些ADC可以在1.72V工作），以確?？煽康霓D(zhuǎn)換，直到設(shè)備關(guān)閉。

輸入通道。輸入通道的數(shù)量不僅僅是可用于連接到模擬輸入的外部可用引腳的數(shù)量。為一組需要排序的輸入選擇ADC時，考慮通道配置的靈活性也很重要。可選參考源、專用中斷和轉(zhuǎn)換寄存器以及差分輸入和可配置數(shù)據(jù)格式的可用性對于確保高效設(shè)置ADC配置非常重要，實現(xiàn)可定制設(shè)置、防止設(shè)置中浪費周期。

正如我在本文開頭所提到的，根據(jù)應(yīng)用嘗試感測的內(nèi)容，實際的ADC選擇標(biāo)準(zhǔn)列表可能會更長。您可以通過購買MSP432P4 LaunchPad? 開發(fā)套件以及通過我們的SimpleLink Academy培訓(xùn)門戶網(wǎng)站快速在線獲得有關(guān)使用精密ADC的教程，來評估精度高達16位的MSP432P4高性能ADC。

如欲深入了解ADC選擇的主題，并了解TI的MSP432P4高精度ADC與市場上現(xiàn)有的ADC比較情況，請查看下面圖1中的圖表，并查看我們的應(yīng)用報告，該報告提供的有用提示解讀了ADC數(shù)據(jù)表參數(shù)。

圖 1：MSP432 16位精密ADC的性能與競爭產(chǎn)品的對比