高精度模数转换器
ADS1256
的原理和应用
!
孙沁梅 卢益民
(华中科技大学电子信息工程系 武汉
430074
)
摘 要
"- #
模数转换器可实现高分辨率模数转换,而且价格低,使用方便,因而近年来应用广泛。在简单介绍了
ADS1256
的结构特点和工作原理的基础上,阐明如何应用该器件以及应用过程中需要注意的问题,为
ADS1256
或类似器件的使用
者提供参考。
关键词:
"- #ADC
过采样 失调偏差
SPI
串行数字接口
中图分类号:
TN915 .19
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引言
ADS1256
是
TI
(
Texas I nstru ments
)公司推出
的一款低噪声高分辨率的
24
位
Si
g
ma - Delta
(
"
- #
)模数转换器(
ADC
)。
"- #ADC
与传统的
逐次逼近型和积分型
ADC
相比有转换误差小而价
格低廉的优点,但由于受带宽和有效采样率的限
制,
" - #ADC
不适用于高频数据采集的场合。
该款
ADS1256
可适合于采集最高频率只有几千赫
兹的模拟数据的系统中,数据输出速率最高可为
30 K
采样点/秒(
SPS
),有完善的自校正和系统校
正系统,
SPI
串行数据传输接口。本文结合笔者自
己的应用经验,对该
ADC
的基本原理以及应用做
简要介绍。
1 ADS1256
的结构和性能
该
ADC
主要由多路开关、内部可编程增益放
大器(
PGA
)、四阶
"- #
调制器、可编程数字滤波
器和数字单元等部分组成,如图
1
所示。
图
1
中的
8
路输入控制开关使得
ADS1256
支
持
4
路差分信号输入,
8
路单端信号输入或者差分
和单端信号混合输入。在测量差分信号的时候成
对的使用模拟输入端(如使用
AI N0
和
AI N1
),不
使用
AI NCOM
;在测量单端信号的时候则使用
AI NCOM
作为输入信号的公共端,
AI N0 !AI N7
为单端信号输入端。
在多 路 开 关 之 后 是 一 个 模 拟 输 入 缓 冲 器
(
BUFFER
),该
BUFFER
可由控制部分来选择是否
被使用,一旦
BUFFER
被使用,
ADS1256
的输入阻
抗将被大幅提高。其输入阻抗值根据数据输出速率
和主时钟频率的不同而变化,输出速率要求越高输
入阻抗越低,主时钟频率越低,输入阻抗则越高。而
且要注意是否使能
BUFFER
,将影响该
ADC
的模拟
输入 电压范 围,对于其 影响的 结 果 在下面介绍
49
计算机与数字工程 第
33
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卷
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收到本文时间:
2004
年
7
月
15
日