構(gòu)建完整工業(yè)ADC接口的微控制器和調(diào)制器

設(shè)計(jì)師們通常使用0至20-mA和0到10V的隔離輸入作為工業(yè)應(yīng)用控制的信號(hào)。由隔離電源、AnalogDevicesAD7400調(diào)制器內(nèi)置隔離及TexasInstrumentsMSP430微控制器共同為工業(yè)設(shè)計(jì)師要求的一種完整、隔離且牢靠的模擬信號(hào)接口創(chuàng)建一種設(shè)計(jì)。其中精確的信號(hào)調(diào)節(jié)電路生成AD7400所需的較小的差分電壓（圖1），該電路可生成所需的200-mV差分電壓。為清晰起見(jiàn)，圖中略去了過(guò)壓二極管和保護(hù)電路。

　　0至20-mA電流通過(guò)一個(gè)適當(dāng)值的電阻R2轉(zhuǎn)換成電壓，進(jìn)入一個(gè)精密的運(yùn)算放大器中。在放大器的正向輸入端維持恒定的電壓，從而使連接到負(fù)向輸入的信號(hào)電平得到正向偏移。0至10V的信號(hào)，如來(lái)自于電位器的信號(hào)，也相應(yīng)地按照0至20-mA信號(hào)那樣比例變換成類(lèi)似電壓，并被累加到 AnalogDevicesOP1177放大器IC1的負(fù)端子中。

　　將信號(hào)偏移到0V以上就會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于正向單端模擬信號(hào)的信號(hào)。AnalogDevices的AD8138差分ADC驅(qū)動(dòng)放大器驅(qū)動(dòng)AD7400。增益也隨之相應(yīng)變化使產(chǎn)生的信號(hào)位于±200mV內(nèi)，這一范圍正是ADC所需的。最后，信號(hào)通過(guò)一個(gè)由R10、R11及C4在正端子與負(fù)端子間構(gòu)成的低通過(guò)濾波器，再進(jìn)入到AD7400。AD7400采用一個(gè)低成本的微控制器對(duì)此差分信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理。通常采用調(diào)制器ADC（如AD7400）與FPGA或DSP接口。但是，這種方法的成本較高，又非常復(fù)雜。對(duì)于成本敏感的應(yīng)用，如不需要先進(jìn)的濾波處理，可以使用簡(jiǎn)單的微控制器。