CPLD实现的16位高精度AD转换电路设计

"本文介绍了基于CPLD的高分辨率AD转换电路设计，主要应用于仪器仪表领域的温控需求，设计了一个16位的VFC式AD转换器，具备高精度和低温漂特性。模拟输入电压范围为0-100mV，经过放大和偏置处理后，通过AD652进行V/F变换，转换出的频率信号由CPLD测量，并生成16位AD转换结果。系统还配备有0-100mV连续可调的高精度基准源。设计中采用了ArrayLogic的CPLD技术，确保了高分辨率和低线性误差。系统结构分为电压采样、模拟-数字转化和控制三部分，各部分选用的元器件和设计方案都考虑了高精度和稳定性。" 在设计高分辨率AD转换电路时，关键在于选择合适的组件和设计策略。文章中提到的16位VFC式AD转换器利用积分原理，将模拟电压转换为频率信号，然后通过CPLD进行测量。这种设计方法能够实现高精度转换，因为V/F转换器产生的脉冲频率与输入电压成正比，降低了线性误差。 系统硬件设计部分，首先提到了精密测试基准源。AD586作为高精度基准电压源，配以分压电路和OPA333精密运放，形成0-100mV的可调电压源，确保了低温漂和高负载能力。接着，电压的放大和偏置环节使用了ICL7650运算放大器，以实现低偏置电流和良好的稳定性，保证了输入信号到V/F转换器的适应性。 AD652作为V/F转换模块的核心，将放大和偏置后的电压转换为频率信号。CPLD（复杂可编程逻辑器件）在系统中起到关键作用，它接收并处理这些频率信号，计算出相应的数字值，最终生成16位的AD转换结果。此外，系统还包含了控制器模块、键盘、显示模块等，以实现完整的控制和用户交互功能。 系统设计中，CPLD的选择和配置是核心部分，ArrayLogic的CPLD提供了必要的灵活性和计算能力，适应了高分辨率AD转换的需求。同时，通过52系列单片机的硬件设计和软件编程，实现了系统的整体控制和数据处理。 总结来说，这个基于CPLD的AD转换电路设计展示了如何在仪器仪表应用中实现高精度温控，通过精心挑选的元器件和优化的电路设计，达到了16位高分辨率和低温漂的性能。这种设计方法对其他需要高精度AD转换的系统具有参考价值。