谷歌搜索術語“模數(shù)轉換器選擇”會產生了數(shù)以千計的搜索結果,證明這一任務對參與設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)轉換器(ADC)解決方案。
除非正在設計專門的傳感前端,否則您很可能正在尋找一款集成ADC,能夠實現(xiàn)高質量的性能,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),關于ADC可以解析的比特數(shù)是否是其準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用在ADC轉換后采取的行動。例如,測量溫度變化是否已經發(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,考慮電表等產品。在這種應用中,模數(shù)轉換需要高精度。負載電流測量的準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。這類應用通常使用> 16位Δ-ΣADC,以確保高質量的轉換結果。
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+轉換”時鐘 ——并沒有考慮到ADC的任何設置時間、后處理轉換后的結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)結果采取措施并可能在下一個數(shù)據(jù)集準備處理之前移動數(shù)據(jù)。
參考選擇。評估集成ADC時,一個重要標準是內部精密參考源的可用性。在某些情況下,設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在設備可用的總電源電壓范圍的有限部分內工作。衡量應用在這方面的需求非常重要。例如,在電池供電的應用中,可能需要降至最低電源電壓范圍(1.8V對于MCU而言相當?shù)湫?,盡管TI的SimpleLink? MSP432P4系列中的一些ADC可以在1.72V工作),以確保可靠的轉換,直到設備關閉。
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置ADC配置非常重要,實現(xiàn)可定制設置、防止設置中浪費周期。
正如我在本文開頭所提到的,根據(jù)應用嘗試感測的內容,實際的ADC選擇標準列表可能會更長。您可以通過購買MSP432P4 LaunchPad? 開發(fā)套件以及通過我們的SimpleLink Academy培訓門戶網站快速在線獲得有關使用精密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的性能與競爭產品的對比
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模數(shù)轉換器開發(fā),如何縮小ADC的搜索范圍
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