一種用AD7858提高DSP采樣精度的新方法

　　0 引言

　　TI公司生產(chǎn)的TMS320x系列DSP是專為實時信號處理而設(shè)計的。該系列DSP控制器將實時處理能力和控制器外設(shè)功能集于一身，可為控制系統(tǒng)的應(yīng)用提供一個理想的解決方案。筆者在設(shè)計一款新型金屬探測器時，采用TMS320LF2407xA芯片來對AD采樣數(shù)據(jù)進行分析，從而成功地實現(xiàn)了對電機運轉(zhuǎn)的控制。

　　DSP芯片TMS320LF2407XA內(nèi)部具有10位A／D轉(zhuǎn)換器。但是，由于它僅含有10位A／D轉(zhuǎn)換器，若除去第一位符號位，也就是真正有用的只有九位，達不到本項目的檢測精度要求。為此，本文介紹一種通過外接12位A／D轉(zhuǎn)換器（AD7858）來提高DSP檢測精度的新方法。

　　1 AD7858的主要特性

　　AD7858是AD公司推出的12位串口、高速、低功耗、逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器。它可在3～5.5 V的電壓下工作，其數(shù)據(jù)通過率高達200 kSPS。該芯片內(nèi)含一個低噪聲、寬頻帶的跟蹤／保持放大器，可以處理高達200 kHz的寬頻信號。

　　AD7858很容易與微處理器或DSP接口。輸入信號從CONVST的下降沿開始被采樣（此位可通過硬件引腳或軟件位操作），轉(zhuǎn)換也從此點啟動。忙信號線在轉(zhuǎn)換起始時為高電平，之后在400μs后跳變?yōu)榈碗娖揭员硎巨D(zhuǎn)換結(jié)束。

　　AD7858的主要特性如下：

　　◇支持3～5.5 V電壓供電；

　　◇上電時，具有系統(tǒng)自動校準(zhǔn)（校驗芯片本身或芯片外設(shè)是否出錯）和自動自校準(zhǔn)（校驗校

　　準(zhǔn)寄存器是否出錯）的功能；

　　◇具有高速串行接口；

　　◇低功耗。在3 V電壓下，功耗僅為12 mW；

　　◇片內(nèi)集成有高性能的抽樣和保持放大器，輸入信號可以采用單端輸入方式，也可以采用差分輸入方式；

　　◇AD7858芯片能夠支持用硬件或軟件啟動AD轉(zhuǎn)換；

　　◇轉(zhuǎn)換完成自動進入休眠模式，休眠時的功耗為25μw；

　　◇采用24引腳DIP、SOIC或TSSOP等多種封裝形式。

　　圖1所示為AD7858的內(nèi)部功能框圖。

　　2 AD7858的引腳功能

　　AD7858的主要引腳功能如下：

　　CONVST：轉(zhuǎn)換開始位。當(dāng)時鐘下降沿到來時，系統(tǒng)為保持模式，且開始進行數(shù)模轉(zhuǎn)變。如此腳不用，應(yīng)與DVDD相連；

　　BUSY：忙信號輸出端。用于表明器件所處的狀態(tài)。在CONVST下降沿或CAL上升沿之后，忙信號變?yōu)楦唠娖?，并在轉(zhuǎn)換期間保持高電平。一旦轉(zhuǎn)換結(jié)束并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入輸出寄存器，該端復(fù)位為低電平；

　　SLEEP：休眠或低功耗模式。該腳為低時，器件處于休眠模式，如若此時不存在數(shù)模轉(zhuǎn)換或校準(zhǔn)工作，那么，所有的電路（包括內(nèi)部參考電壓），全處于關(guān)斷模式；若該腳為1，則器件正常運行。如若休眠模式只用軟件控制，那么，此腳始終為高電平；

　　REFIN／REFOUT：參考輸入／輸出。此腳可作為模數(shù)轉(zhuǎn)換的內(nèi)部參考電壓，并可通過串聯(lián)電阻與內(nèi)部電路相連；

　　AVDD：模擬電源端（3.0～5.5 V）；

　　AGND：模擬地；

　　CREF1：參考電容。此引腳必須接0.01μF的電容到AGND腳；

　　CREF2：參考電容。此引腳必須接0.01 μF的電容到AGND腳；

　　AIN1-AIN8：模擬輸入?？捎米鲉味溯斎牖虿罘州斎?；

　　CAL：校驗輸入端。此腳有0.15μA的內(nèi)部提升電流。為使芯片在上電時能自動自校準(zhǔn)。此腳必須用10 nF電容接DGND腳；

　　DVDD：數(shù)字電源端（3.0～5.5 V）；

　　DGND：數(shù)字地；

　　DOUT：16位串行數(shù)據(jù)輸出端；

　　DIN：16位串行數(shù)據(jù)輸入端；

　　CLKIN：數(shù)字時鐘輸入端。該時鐘可決定數(shù)模轉(zhuǎn)換的時間；

　　SCLK：串行時鐘信號；

　　SYNC：同步信號輸入端。低電平有效。