找回密码
 注册
查看: 358|回复: 3
打印 上一主题 下一主题

ADC模数芯片的器件选型

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2023-3-16 13:47 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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。, m( d$ L/ \% e! _! M
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。
) R0 S2 k7 X( f6 e7 jADC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。
( y) n  z8 ^& p7 z7 ?' n- l& U5 o$ u6 e- n1 g0 R
1.模拟量输入范围
$ W/ S4 T, m9 \! e, ?5 Q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
; Z6 [, X4 d" A, d/ s& C& }6 }! o~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。/ w; D* Y9 H3 {
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。( b5 p  Q4 i! o* F4 X
0 b' o+ t2 b' e' f: v( H5 g3 S
以AD7606举例:- m1 s* b7 W" R; }8 c" h: B
" E7 ]) _+ I' \

' Y% o. _4 s, O2 e9 q2.采样率/ u! c/ @( g6 B/ J: i: h: `1 X6 ?0 c
首先要搞明白什么是采样率。2 Q+ r- B: C" b+ L
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。
! Y& N; c$ l! F- q  X学过通信原理的大家应该都知道采样定理。5 f0 [0 ~6 O) K9 ]6 z
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。
' P/ y+ y  e% V$ M就是说你采集50K的信号,采样频率最起码大于2.56*50K。. W/ r7 C* c6 J: ]$ T
6 e# R& [: ?' s4 ~6 d7 @
以AD7606举例:* _9 @) O: j2 G2 v7 ~0 Q

7 f# ^* K$ T7 j. I9 Q+ q. D6 _8 Y5 [' P8 e! D- D, m
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。
; s" V9 |+ v! E' p: f- h' y+ [9 f! _) M; g2 S- N; c  T3 b3 C# d, I' a5 x
3.通道数/ j* n, S) y, N5 q7 S2 h1 p& M
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。
2 B/ M# H! v+ g, [6 ?" X4 I7 M* Y" O2 T; B; `
同样以AD7606举例。
; [- {# Y, {7 w( b9 D% K 1 P' o) A) R- F- J) l. g* h) e* @
* D* u0 O) R3 ]6 ^
; E0 V% k8 v5 l" A0 j; ~
4.分辨率
; D$ {& e+ t) U3 \, W7 ^0 H- g  V. C" F% ~  q
ADC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。
6 Q. @& s1 _9 F- ]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。
. ?& \7 s' D  n6 ~0 F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。7 N- Y  |+ I& r
: ?. I* {' r2 o, U
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。, z. j  `, @/ q. z9 c, G" p
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。
" A. u) ^3 J2 F2 Z* D+ l# d ) a- C' u1 Y1 N# M+ k6 [
" I$ u0 Q: W. D
5.接口类型7 y8 W- z( r8 e; Q3 Y$ J8 f2 H

0 }! s; l( c& p( V7 [. [4 [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。
! k; ~* S0 x9 K/ o* C1 i1 U% t' I% I5 u1 G) i
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;) w* ?+ m) u0 C* P
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。
  W( d; c1 ^! _% b3 e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。
/ N! ?+ f- K+ a6 ^# U. t4 a' [9 Q1 W7 O3 h. D

& l) ]& R4 b4 P: Z
  a/ k2 |' J* _6.结构,信噪比,封装
4 d+ S/ G7 X$ D' h& \8 |3 s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。
( z+ V( O$ Y9 e  Y- C( r0 K- h# ~
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。5 \2 v5 w4 k2 ~( `( ^

, I% {# R  l( i5 S$ K* y1 z3 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。
) l. y( g6 f" J; I& U
" i7 `) q4 |' a+ @$ @

该用户从未签到

2#
发表于 2023-3-16 15:22 | 只看该作者
总原则是 ADC 的性价比,而性能往往和价格成正比。ADC 的性能主要考虑 ADC的速度和精度。

该用户从未签到

3#
发表于 2023-3-16 15:53 | 只看该作者
ADC 的速度应根据输入信号的最高频率 fm 来确定,要保证 ADC 的采样频率 fs 和 fm间满足采样定理,即fs≥2fm

该用户从未签到

4#
发表于 2023-3-16 16:27 | 只看该作者
为了减少高频干扰的影响,很好的恢复被测信号,减小误差,一般采用较高的采样频率,采样频率至少为最高频率的 7~10 倍,这样可以有效消除混叠现象
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

推荐内容上一条 /1 下一条

EDA365公众号

关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

GMT+8, 2025-5-23 23:46 , Processed in 0.078125 second(s), 26 queries , Gzip On.

深圳市墨知创新科技有限公司

地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

快速回复 返回顶部 返回列表