• 2017-8-1

    数学原理:如何将ADC代码转换为电压(第2篇)

    在 本系列的第1篇文章 中,我解释了如何通过使用公式1将ADC的输出代码乘以最低有效位(LSB)大小来计算模数转换器(ADC)的输入电压: 为计算ADC的LSB大小,我们使用公式2: 现在,您已经知道如何从输出代码中计算输入电压,我们来看几个常见的应用示例,它们使用Δ-ΣADC来显示如何从测量电压计算相关的物理参数。通过每个示例,我提供了相关TI Designs参考设计的链接,您可以在其中获得额外的设计帮助。 电流分流测量 ADC测量电压;因此,您必须先将电流转换成电压。最简单的方法是强制电流通过具有已知值的电阻,如图1所示。 图 1 :电流分流测量 电流和电压之间的关系由欧姆定律(V = I...
    • 2017-7-31

    数学原理:如何将 ADC 代码转换为电压(第1篇)

    许多初步了解 模数转换器 (ADC)的人想知道如何将ADC代码转换为电压。或者,他们的问题是针对特定应用,例如:如何将ADC代码转换回物理量,如电流、温度、重量或压力。在这个包含两篇文章的博客系列中,我将讨论如何为各种应用执行这一数学转换。在第1篇文章中,我将解释如何将ADC代码转换回相应的电压。在第2篇文章中,我将使用几个应用示例来展示如何从测量的电压计算感兴趣的物理参数。 将代码转换为电压 ADC采样模拟信号提供表示输入信号的量化数字码。数字输出代码得到后处理,并且结果可以报告给使用该信息做出决定和采取行动的操作者。因此,重要的是将数字码正确地与它们表示的模拟信号建立关联。 一般而言,ADC输入电压通过简单的关系与输出代码相关,如公式1所示: ...
    • 2017-5-4

    新的集成DAC如何提高效率并减少模拟量输出模块中的电路板空间

    工业4.0已经彻底改变了制造业,改变了工厂的设计和实施方式。在工厂自动化和过程控制应用中,Industry 4.0的影响归结为两个基本概念:分散式系统和智能确定性系统的扩散。分散式系统固有地需要进行模块化设置,并具灵活性。高效、低功耗和热优化的设计是这些系统的关键推动因素。智能确定性系统是可以早期检测故障并提高可靠性的模块。 在 工厂自动化和过程控制应用 中,数模转换器(DAC)通常在用于可编程逻辑控制器(PLC)和传感器发射器的模拟输出中被发现。这两种情况下, DAC 都可用于传送电压输出或电流输出。 DAC8775 是TI最新的 高精度DAC ,通过包括4-20mA驱动器、电压输出和片上自适应电源管理在行业中最具集成性。在这篇博文中,我将提供与 DAC8775 相关的设计技术示例...
    • 2016-12-22

    多路复用器:并非那么简单

    将多路复用器(或简称mux)设计成信号链很简单,对吗?毕竟,设备只需将多个信号放入数据转换器。 实际上,复用器可以各种方式显著影响信号链的性能。例如,导通电容可能导致通道之间的串扰。导通电阻的信号和温度相关变化可能导致信号失真。多路复用器的电容和电阻一起可限制信号带宽。当多路复用器切换通道并影响输出处的稳定时间时,电荷注入可能引起瞬态误差。 为了优化信号链性能,理解这些示例及多路复用器可影响信号的许多其他方式很重要,特别是因为多路复用器针对不同的性能特性及不同的应用而被优化。图1所示为包含复用器的示例电路,其输出连接到反相运算放大器( op amp )。 图 1 :连接到反相放大器的复用器引起增益误差 该电路是信号链中许多常见的多路复用器配置之一,但正如我们将发现的...
    • 2016-12-19

    Δ-Σ模数转换器基础知识: 了解 Δ-Σ 调制器

    Δ-Σ ADC由Δ-Σ调制器和数字滤波器构成。调制器将模拟输入转换为数字比特流,而数字滤波器将比特流转换为表示模拟输入幅度的数据字。 让我们来看看调制器是如何工作的,首先从一阶Δ-Σ调制器拓扑结构的基本分析开始,如图1所示。 图 1 : Δ-Σ 调制器内部框图 调制器根据调制器时钟运行,决定了输入的采样间隔。调制循环通过对输入采样和1位DAC之间的差分进行积分而开始。 比较器根据积分器值确定下一个调制器输出。根据比较器的输出状态,1位DAC产生与ADC的正或负基准电压相等的电压。如果调制器输出为1...
    • 2016-12-19

    数学原理:如何将ADC代码转换为电压(第1篇)

    许多初步了解 模数转换器 (ADC)的人想知道如何将ADC代码转换为电压。或者,他们的问题是针对特定应用,例如:如何将ADC代码转换回物理量,如电流、温度、重量或压力。在这个包含两篇文章的博客系列中,我将讨论如何为各种应用执行这一数学转换。在第1篇文章中,我将解释如何将ADC代码转换回相应的电压。在第2篇文章中,我将使用几个应用示例来展示如何从测量的电压计算感兴趣的物理参数。 将代码转换为电压 ADC采样模拟信号提供表示输入信号的量化数字码。数字输出代码得到后处理,并且结果可以报告给使用该信息做出决定和采取行动的操作者。因此,重要的是将数字码正确地与它们表示的模拟信号建立关联。 一般而言,ADC输入电压通过简单的关系与输出代码相关,如公式1所示: 其中VIN(V...
    • 2016-12-9

    如何为稳压器构建监控和控制解决方案

    在我的 上一篇博文 中,我谈到了如何使用 精密数模转换器(DAC) 来限制诸如低压差稳压器(LDO)或开关模式电源(SMPS)的电压调节器,以精确调谐输出或允许其在宽范围的电压上摆动。 在本文中,我将拓展这一想法,构建一个闭环系统,结合微处理器的计算能力,为电压调节器创建一个一体化模拟监视器和控制解决方案。让我们回到上次讲解LDO和DAC时使用的图1中的示例电路。 图 1 :稳压器裕度调节电路 所示DAC通过吸入或流出电流来控制调节器电路,从而升高和降低LDO的电压输出。您可使用 精密模数转换器(ADC) 对电路进行监测,以对LDO输出端的电压进行采样。此外,许多调节器都有一个您可能希望控制的使能引脚。您可通过使用微控制器的通用I / O GPIO实现目标...
    • 2016-10-25

    SAR ADC PCB布局布线:参考路径

    在设计高性能数据采集系统时,勤奋的工程师仔细选择 高精度模数转换器 (ADC)以及模拟前端调节电路所需的其他元件。在几个星期的设计工作之后,执行模拟并优化电路原理图,为了赶工期,设计人员迅速地将电路板布局布线组合在一起。一个星期之后,对第一个原型电路板进行测试。出乎预料的是,电路板性能与预期的不一样。 这种情景在你身上发生过吗? 最优PCB布局布线对于使ADC达到预期的性能至关重要。当设计包含混合信号器件的电路时,应该始终从良好的接地安排入手,并且使用最佳元件放置位置和信号走线将设计分为模拟、数字和电源部分。 参考路径是ADC布局布线中最关键的,这是因为所有转换都是基准电压的函数。在传统逐次逼近寄存器 (SAR) ADC架构中,参考路径也是最敏感的,因为基准引脚上有到基准源的动态负载...
    • 2016-10-25

    争论:ENOB还是有效分辨率?

    您可能知道,ENOB(“有效位数”)和有效分辨率都是与ADC分辨率相关的参数。了解它们之间的差异,确定哪一个更相关,是ADC用户和应用工程师经常感到困惑和争论的主题。 您认为哪一个更重要? ADC的分辨率位数(N)决定ADC的动态范围(DR),DR表示ADC可以测量的输入信号电平范围。DR通常以(dB)为单位,定义为: 注意,由于给定时间窗口上的信号的RMS幅值取决于信号幅值在该时间窗口上如何变化,所以ADC的DR根据输入信号特性而改变。对于其满量程范围(FSR)上的恒定直流输入,理想的N位ADC分别测量FSR和FSR/2 N 的最大和最小RMS幅值。因此,ADC的DR为: 类似地,对于随ADC的FSR而变化的正弦输入,理想的N位ADC测量的RMS最大值为...
    • 2016-6-2

    Σ-Δ ADC数字滤波器类型

    您有没有想过Σ-Δ模数转换器(ADC)如何才能在不同带宽下获得如此高的分辨率?秘诀就在于数字滤波器。Σ-Δ ADC之所以与其他类型的数据转换器不同,是因为它们通常集成有数字滤波器。本系列博文分为三部分,我将在第一部分中讨论数字滤波器的用途,以及常用于Σ-Δ ADC的一些数字滤波器。 要想理解数字滤波器在Σ-Δ模数转换中如此重要的原因,关键的一点是需要对Σ-Δ调制器有一个基本了解。Joseph Wu写了一篇非常有用的 Precision Hub模拟精密技术杂谈博文 ,文中解释了模拟输入信号转变成数字比特流的过程。 当客户在Σ-Δ调制器中绘制量化噪声的频谱时...