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德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南

作者: 時(shí)間:2013-09-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
抗,輸入采樣電阻值相對(duì)于 的輸入阻抗越低,輸入采樣電阻的影響就會(huì)越小。因此,在一些測(cè)量電壓的應(yīng)用場(chǎng)景下,如果采樣電阻值無(wú)法減小,可以使 工作在較低的時(shí)鐘頻率以提高輸入阻抗,獲得較高的轉(zhuǎn)換精度。當(dāng)然,降低輸入時(shí)鐘頻率是以犧牲轉(zhuǎn)換速率為代價(jià)的。此外,如果無(wú)法通過(guò)降低輸入時(shí)鐘頻率和輸入采樣電阻的方式提高精度,還可以通過(guò)軟件方法對(duì) 的失調(diào)誤差和增益誤差進(jìn)行校正,即對(duì)表1 中的誤差指標(biāo)進(jìn)行額外補(bǔ)償,以提高系統(tǒng)精度,獲得最佳的系統(tǒng)性能。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/228269.htm

  2 調(diào)制器輸出濾波的設(shè)計(jì)

  AMC1204 輸出1 比特位寬由0 和1 組成的數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)流中1 的密度與模擬輸入電壓成正比。當(dāng)輸入電壓為250mV 時(shí),輸出1 的比例為89.0625%;當(dāng)輸入電壓為-250mV 時(shí),輸出1 的比例為10.9375%;當(dāng)輸入電壓為0mV 時(shí),輸出1 的比例為50%。當(dāng)輸入電壓從-250mV 到+250mV 之間,AMC1204 的轉(zhuǎn)換性能可以得到保障。為了得到真實(shí)的輸出數(shù)據(jù)信息,一般需要在輸出后端進(jìn)行數(shù)字濾波處理,實(shí)際應(yīng)用中可以采用以下兩種濾波器對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

  2.1 移動(dòng)平均濾波器

  移動(dòng)平均濾波器比較簡(jiǎn)單,它是取輸入信號(hào)的最近的一些值,進(jìn)行算術(shù)平均,相當(dāng)于一個(gè)低通濾波器,濾除高頻分量,保留低頻分量。在時(shí)鐘clk 的上升沿,對(duì)AMC1204 輸出的高脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)算M 個(gè)clk 的上升沿時(shí),對(duì)應(yīng)的高電平脈沖個(gè)數(shù)N。則,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果為(640*N/M-320)mV。平均的項(xiàng)數(shù)越多,即M 越大,則得到變化越緩慢的輸出信號(hào),但得到的精度也越高。

  德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南

  圖5 AMC1204 輸出數(shù)據(jù)波形

  需要注意的是,在實(shí)際應(yīng)用中,這種方法必須平均盡可能多的輸入信號(hào)才能獲得比較高的精度。移動(dòng)平均濾波器實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單,不需要單獨(dú)增加DSP 或FPGA 即可實(shí)現(xiàn)。但是,移動(dòng)平均濾波器的頻域效果較差,滾降較慢,因此,在檢測(cè)低頻信號(hào)及對(duì)精度要求不高的應(yīng)用中,可以考慮使用這種方法。但是,對(duì)于精度要求比較高的應(yīng)用中,需要考慮使用性能更好的濾波器,如Sinc 濾波器?! ?.2 Sinc 濾波器

  Sinc濾波器具有良好的頻域特性,較低的成本和功耗,延時(shí)較低,因此,廣泛用作Delta-Sigma DAC 的濾波器。Sinc 濾波器可通過(guò)專(zhuān)門(mén)的濾波器芯片或者通過(guò)FPGA 或DSP 算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

  AMC1210 是一個(gè)4 通道的數(shù)字濾波器,芯片輸出接口可設(shè)置為SPI 接口或者并行接口方式,方便與CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。數(shù)字濾波器可設(shè)置為Sincfast,德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南或者德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南方式。實(shí)際應(yīng)用時(shí),由于德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南濾波器具有更好的低通特性,建議將AMC1210 配置為德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南濾波器,過(guò)采樣率(OSR)設(shè)為256以獲得最優(yōu)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。

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  圖6 AMC1204 與AMC1210 的連接

  此外,也可以通過(guò)FPGA 或DSP 來(lái)實(shí)現(xiàn)Sinc 濾波器算法。濾波器的基本架構(gòu)如圖7 所示。

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  圖7 調(diào)制器與抽取濾波器的基本架構(gòu)

  以下是用VHDL 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)SINC3 濾波器的一段示例程序。其中,CNR=MCLK/M,M 為抽取率(即過(guò)采樣率OSR)。

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  圖8德州儀器AMC1204的應(yīng)用指南數(shù)字濾波器架構(gòu)

  圖8 的示例代碼:

  library IEEE;

  use IEEE.std_logic_1164.all;

  use IEEE.std_logic_unsigned.all;

  entity FLT is

  port(RESN, MOUT, MCLK, CNR : in std_logic;

  CN5 : out std_logic_vector(23 downto 0));

  end FLT;

  architecture RTL of FLT is

  signal Z1 : std_logic_vector(23 downto 0);

  signal Z2 : std_logic_vector(23 downto 0);

  signal Z3 : std_logic_vector(23 downto 0);

  signal Z4 : std_logic_vector(23 downto 0);

  signal Z5 : std_logic_vector(23 downto 0);

  signal Z6 : std_logic_vector(23 downto 0);

  signal Z7 : std_logic_vector(23 downto 0);

  begin

  process(MCLK, RESN)

  begin

  if RESN = ‘0’ then

  Z1 《= (others =》 ‘0’);

  Z2 《= (others =》 ‘0’);



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