|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
关于ADC芯片的选型,还是其他芯片的选型,那都不是随随便便就说了算得。 t% U$ C8 n# g! j6 D/ o, w8 ], q
关于选型,各大厂家也给出了系列芯片的选型手册,但是手册中那么多芯片型号和参数,哪些参数是要关注的,怎么快速地选择符合我们项目用到的芯片呢。8 c* L5 W/ g" x: M0 `# g L. R( C, }
ADC芯片成本参差不齐,选的好直接起飞,选的不好,直接破产。我拿ADC芯片举个例子,大家举一反三吧。" H; L/ Y+ o& B& W2 g: j( u; T' k
) D* h# p3 n7 R% H& s
1.模拟量输入范围, \3 k; y8 U" v' M
按照我的经验啊,一般需求过来的时候,模拟量的采集,输入范围一定是刚需,不可忽略的。所以首先肯定先确认模拟量的输入范围,如果是0~3V的,ADC芯片都不用了,这样一下就省下了好几个mcu的成本。如果是0
( r( K$ O; A/ i' |5 u6 d~5V的模拟量,可以经过电阻网络分压到MCU,或者有的MCU的AD口直接可以接受0 ~5V的模拟量,或者用ADC芯片转化,这时候成本一下就上去了。能不用ADC芯片就不要用;如果输入电压是±5V之间,那没办法,选个合适的ADC芯片吧,±10V的情况也一样。
3 h) z+ V! \- O/ @: O' L- `2 K2 F绝对是刚需,之所以把这个需求放在最前面就是说一旦选了片子,如果出错是不可挽回的。- a& A* `" H8 `7 ^' Q1 S+ A; o
) H. v3 \) n7 E8 t0 ?. m" W+ Z6 }
以AD7606举例:
! Z* `5 M7 j8 q
# x2 H! @8 V5 O5 j" C5 X! {' o. l' f6 P- W' t" ^# D% j' o) \9 i
2.采样率
: A- j3 U! _4 b+ n2 z9 F( S, ]- p首先要搞明白什么是采样率。
+ ?6 O2 C. z4 z+ e1 b. {采样率指ADC每秒钟会进行多少次的模拟量转数字量的操作,如10K/s就是说ADC每秒钟,就采集了10K个模拟量,并将模拟量转换为数字量。当采样声时,一般的采样率是44Kbps/s,当采样温度时,几K/s的采样率就够了。
8 G% `5 ?3 T7 U. l, t学过通信原理的大家应该都知道采样定理。
8 K T# D; r: [+ z) i- f$ {在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56~4倍;采样定理又称奈奎斯特定理。
" _- k, n/ {; M就是说你采集50K的信号,采样频率最起码大于2.56*50K。
( p8 [9 ^9 w) r# |7 B" ^
8 d& k" j: r9 ?! N1 ]& K以AD7606举例:
, J5 M: D/ c; o) J( y5 N
v7 H; D3 {6 }: P5 A/ J: N. x7 J0 f% S2 C! v. l" j
所以说这个参数也是刚需,如果选不对,也是完全没法弥补,就相当于是一块金子焊在电路板上,既心疼还没啥用。
, x7 D2 }6 G/ u! \: r& E
5 n5 l; @" B& H3.通道数 {: ?2 y/ }, e6 F0 o' h! _
通道数同样值得关注,不会造成损失,但是肯定在功能上有欠缺了,同样应该被首先考虑进去的,不仅要考虑通道数,有实力一点还要考虑是独立通道还是差分通道,如果是多个通道,是同步采样吗,如果是差分通道,可以互换吗,另一通道可以接地吗,这些都是在选择通道时候需要考虑的问题,具体问题具体考虑,这里只为大家提供思路。 |( Y3 r( M2 F( V$ r
8 _+ a) G# L% h- h) B. f C$ C
同样以AD7606举例。6 @! C$ h- b# g# D
* G# I, m1 J0 [- V
- ~- a+ S% |0 y" U" r8 W5 k/ ?6 }* N2 r
4.分辨率$ ?. J/ q. w% R0 s ~
2 ~6 R$ \' ~. V5 z3 t6 p$ bADC的分辨率指的是模数转换器所能表示的最大数是多少,即ADC的位数,如果ADC是10位ADC,那么分辨率是2的10次方,即1024的分辨率,如果模拟量是温度,测量范围是0~100度,那么可以把100度分成1024份,每一份你都能感知,当温度有100/1024度的变化时,能测量出来。: _1 G9 K: k8 f8 c
通俗一点就是精度,肯定是位数越高采样的精度越精确。但是并不是选型的时候精度越高越好,越高的精度代表着成本越高,根据项目实际需要,选择合适成本的精度。
; j% [2 ~0 z: D一般把8位以下的A/D转换器称为低分辨率ADC,9~12位称为中分辨率ADC,13位以上为高分辨率。A/D器件的位数越高,分辨率越高,量化误差越小,能达到的精度越高。 H4 d: g4 V4 `" Q) ]# T2 G# S
* @* s. E3 N5 ?+ g3 u, u5 e
量化误差 (Quantizing Error) 由于AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB、1/2LSB。
% D! X' P) I9 a8 X: y在转化过程中,由于存在量化误差和系统误差,精度会有所损失。其中量化误差对于精度的影响是可计算的,它主要决定于A/D转换器件的位数。8 e1 h) b6 k5 e) f0 d4 y' J" K
. K: l' K/ x: P. I( d g
6 C" a6 R# V+ y+ t! \5.接口类型
1 e& p# {" x* P3 ?; |7 n) i# q; z. ?8 N7 r# p6 s$ n# O7 G
接口类型同样是选型的时候需要关注的问题,接口类型有三种,串口,并口、高速并口。串口一般是SPI的。
, T- x8 R' J; `
% c- L0 k" _3 O# \那么如何选择呢,并口软件开发简单,软件开发成本小一些,但是占IO口多,占用大量MCU资源,所以在IO资源紧缺的情况下尽量避免选择并口的ADC芯片;! ^, l0 B: x8 n8 e/ |. c* {
串口开发成本高一点,但是占用IO资源少,IO资源不足的情况下,可以考虑选择串口通讯的ADC芯片。5 X" @4 ?& h4 l6 W, R
现在市面上大多部分ADC芯片串口和并口的通讯方式都集成了,那可以根据项目实际的需求选择合适的通信方式。
_0 P& x$ R/ R k8 ^. q$ o0 M
4 r( X# y5 g0 L6 c- ]
1 V; l( B& t+ S# B& V6.结构,信噪比,封装# V q a& N5 f( ]8 ?
剩下的就是一些不影响功能的性能参数了,讲究点,追求发挥ADC芯片极致的工程师们可以关注一下这些参数,可能用在不同的场所,关注的参数也会有所不同。毕竟花了那么多钱,干嘛不用。
* Y$ N* [: h4 ]$ h0 g, N5 R- ^4 E! {) u
大体上总结这么几点,按照我的经验划分出来的优先级顺序,如果不对,请大家指正,一起讨论进步学习。4 b9 t+ Z1 k" x& Y! ^
" k3 L; ?* a, m
如果是要考虑芯片迭代甚至是国产和进口芯片的替代,那这可要下了功夫了,只要是围绕上面的6点,基本上就可以少看好多数据手册。, W1 j3 }* r) ?2 l
4 X1 q' q3 z' G2 D' j
, I$ T5 t+ o0 m. |. q4 } |
|