电子发烧友网 > 模拟技术 > 正文

多通道24位工业模数转换器的工作原理、性能特点与应用

2020年07月29日 12:38 次阅读

1、 概述

ADS1274/ADS1278是德州仪器TI)推出的多通道24位工业模数转换器ADC),内部集成有多个独立的高阶斩波稳定调制器和FIR数字滤波器,可实现4/8通道同步采样,支持高速、高精度、低功耗、低速4种工作模式;ADS1274/ADS1278具有优良的AC和DC特性,采样率最高可以达128 Ks/s,62 kHz带宽时信噪比(SNR)可达111 dB,失调漂移为0.8μV/℃。

ADS1274/ADS1278可通过设置相应的输入/输出引脚选择工作模式,无需寄存器编程,其数据输出可选帧同步或SPI串行接口,便于连接至DSPFPGA及微控制器。每个接口均支持菊花链,简化多通道计数系统中的多个ADS1274或ADS1278的回读功能(readback)。ADS1274工作温度范围为-40℃~+125℃,ADS1278则为-40℃~+105℃,可满足要求严格的多通道信号采集应用,包括振动分析、医疗监控、声学/动态应变测量及压力测量设备等。

2、 性能特点

传统的具有较高漂移性能的工业△-∑ADC采用导通带宽滑落幅度很大的数字滤波器,来得尽可能满足DC测量需求的有限信号带宽。针对音频应用的高分辨率ADC能够提供更大的可用带宽,但偏移与漂移规范远低于工业ADC。ADS1274/ADS1278将两种类型的转换器相结合,实现最佳DC与AC规范的高精度工业测量。具体特点如下:

允许4/8通道同步采样;

采样率最高可达128 Ks/s;

AC性能:工作在高精度模式下,输入信号带宽为62 kHz时,SNR为111 dB,总谐波失真(THD)为-108 dB;

DC性能:0.8μV/℃失调漂移,1.3 ppm/℃增益漂移;

4种可选工作模式:高速模式为128 Ks/s,信噪比106 dB;高精度模式为52 Ks/s,信噪比111 dB;低功耗模式为52 ks/s,31 mW/通道;而低速模式为10 ks/s,7 mW/通道;

片上线性相位数字滤波器;

SPI或帧同步串行接口;

低采样孔径误差;

调制器输出选择。

3、 引脚功能说明

ADS1274/1278均采用64引脚HTQFP封装,两者引脚兼容以便于扩展,引脚功能说明如表1所示。

多通道24位工业模数转换器的工作原理、性能特点与应用

4 、功能描述

4.1 工作原理

ADS1274/ADS1278是△-∑型模数转换器,其结构框图如图1所示,两者除内部所含模/数转换器(ADC)数目不同外,功能完全相同。它们主要由4/8个独立的ADC并行实现4/8通道输入信号的数字化,每个ADC由先进的6阶斩波、△-∑调制器,后接低纹波、线性相位的有限冲积响应(FIR)数字滤波器构成。调制器检测差分输入信号VIN=(AINP-AINN),并与差分参考电压VREF=(VREFP-VREFN)相比较得到一个1秒密度的位流输出,输出的位流经内部的数字滤波器滤波后得到一个低噪声的数字输出。

工作时调制器以高速采样输入信号(典型值输出数据率的64倍),调制器产生的量化噪声被移人高频带,由其内部的数字滤波器滤除,调制器的过采样倍率与工作模式有关,分别可取64(高速、低速、低功耗模式)或128(高精度模式),数字滤波器可对截止频率外的信号衰减达100 dB,使信号导通带宽在90%的奈奎斯特频率时,纹波低于0.005 dB。

4.2 工作模式设置

ADS1274/ADS1278允许在速度、精度、功耗方面权衡从4种工作模式中选择一种,各种工作模式下的性能如表2所示,而模式选择是由MODE[1:0]引脚的输入状态确定。

4.3 数据输出接口

ADS1274/ADS1278转换后的数据输出采用串行接口,可采用两种接口协议:SPI协议和帧同步协议,同时也可选择不同的数据输出格式,协议和数据输出格式的选择是由FORFMAT[2:0]引脚的输入状态确定。

对应SPI和帧同步接口协议,转换后的数据或通过独立的DOUT引脚以并行数据形式(离散模式)移位输出或通过一个共同的引脚DOUT1(TDM模式)移位输出。

在TDM数据输出模式中,多通道输出数据的位置有两种选择,即位置固定和位置动态分配。位置固定时,每个通道输出数据的位置严格按照顺序输出(即使某些通道掉电,也占有一个输出位置),动态分配时多通道输出数据的位置可根据通道使用情况随机调整,后续通道数据可占有前面掉电不用通道数据的位置,图2和图3描述了TDM模式时,固定位置和动态位置时的数据输出形式,表3列出接口协议、输出格式和数据位置关系。

5、 应用接口电路

5.1 基本差分输入信号接口电路

基本差分输入信号接口电路如图4所示,采用运算放大器OPA1632和RC构成的低通滤波器对输入信号进行调理,其中VCOM端可直接连接至ADC的VCOM引脚,也可通过OPA350缓冲输出,12 V电源可采用10μF和0.1μF的电容旁路,对于电容(2),当工作在低功耗模式时可选用2.7 nF的电容,在低速模式时则选用15 nF的电容。

5.2 ADS1724与TMS320的接口电路

图5给出了ASD1274与TMS320VC5509的接口电路,ADS1274与TMS320VC5509之间采用帧同步串行接口,CLKDIV接3.3 V,采样主时钟频率为27 MHz,四路模拟输入信号可采用图4所示的连接接入AINP和AINN。

6 、结束语

ADS1274/1278是基于△-∑技术的24位高性能工业模数转换器,内部集成有多个独立的高阶斩波稳定调制器和FIR数字滤波器,具有优良的AC和DC性能,可实现4/8通道同步采样,支持高速、高精度、低功耗、低速4种工作模式;数据输出可选帧同步或SPI串行接口,每个接口均支持菊花链连接,可应用于要求严格的多通道信号采集系统,如振动分析、医疗监控、动态应变测量设备等。

责任编辑:gt

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

基于TMS320F2812型DSP和模数转换器实...

传统的监控装置对目前一些高频的复杂暂态量的采集与处理还相对困难,所以研制一种高速的、处理能力强大的监....
发表于 2020-07-29 11:54 14次阅读
基于TMS320F2812型DSP和模数转换器实...

请问在官网上有dsp各种应用的典型参考设计的介绍吗?

请问在官网上有dsp各种应用的典型参考设计的介绍吗? 类似2000系列的电机设计等情况. 如果有,怎么找到这些相关资料....
发表于 2020-07-29 10:56 0次阅读
请问在官网上有dsp各种应用的典型参考设计的介绍吗?

DSP C6713用McBSP0中的中断程序向FPGA发数据代码咋写?

大家好: DSP C6713用McBSP0中的中断程序向FPGA发数据,或者向CE0写数据,(注意:发送数据用EMIF...
发表于 2020-07-29 09:29 0次阅读
DSP C6713用McBSP0中的中断程序向FPGA发数据代码咋写?

基于微控制器8线I/O端口实现8段条形图LED显...

带有数字显示器的仪器设计也许会受益于一个提供显示参数的模拟版的副显示器。条形图显示器提供了一种很容易....
发表于 2020-07-29 09:13 182次阅读
基于微控制器8线I/O端口实现8段条形图LED显...

高能效楼宇和家居自动化优化设计方案

与物联网(IoT)相关的技术在提高能效方面起着至关重要的作用。传感器可根据其感测的环境条件自动关闭灯....
发表于 2020-07-28 18:37 185次阅读
高能效楼宇和家居自动化优化设计方案

采用现场可编程逻辑阵列技术实现防视频信息泄漏系统...

系统简化结构如图1所示,采用AD公司高性能视频专用模数转换器件(ADC) AD9883,采集三路R,....
发表于 2020-07-28 17:31 48次阅读
采用现场可编程逻辑阵列技术实现防视频信息泄漏系统...

利用FPGA芯片EP1C3T144I-7和模数转...

数字信号处理是过去四十年以来快速发展起来的科学和工程领域,这种快速发展是数字计算机技术和集成电路技术....
发表于 2020-07-28 17:20 38次阅读
利用FPGA芯片EP1C3T144I-7和模数转...

采用FPGA和通用DSP相结合实现视频图像采集系...

1964年美国JPL实验室处理了太空船“徘徊者七号”发回的月球照片,标志着数字图像处理技术开始得到实....
发表于 2020-07-28 17:03 138次阅读
采用FPGA和通用DSP相结合实现视频图像采集系...

瑞萨电子迎来RA微控制器生态系统 第二阶段即用...

在2019年11月引入首批合作伙伴的基础上,RA合作伙伴生态系统持续扩展,现已拥有50多个合作伙伴和....
发表于 2020-07-28 10:59 217次阅读
瑞萨电子迎来RA微控制器生态系统  第二阶段即用...

请问C6203开发时应该用什么数据类型?

我是dsp新手,请问定点数DSP,比如C6203开发时应该用什么数据类型?是不是不能使用浮点类型float和double 数学函...
发表于 2020-07-28 10:21 0次阅读
请问C6203开发时应该用什么数据类型?

阐述点亮智能光子的光子神经网络

近年来,以神经网络为代表的人工智能技术快速发展。2017年,采用了神经网络的AlphaGo依次战胜了....
发表于 2020-07-28 10:14 31次阅读
阐述点亮智能光子的光子神经网络

利用DSP的模拟CMOS工艺调谐器/解调器实现单...

过去十年来,DBS接收机的射频调谐器已放弃原先的高中频双转换架构,转而采用直接转换零中频(ZIF)架....
发表于 2020-07-28 08:29 224次阅读
利用DSP的模拟CMOS工艺调谐器/解调器实现单...

6745的板子将stm32的程序擦除后,dsp不能正常连接的原因?

手上一块6745的板子,将stm32的程序擦除后,dsp不能正常连接,这是因为没有boot的原因吗?看了一下原理图,这块板子的...
发表于 2020-07-28 06:35 0次阅读
6745的板子将stm32的程序擦除后,dsp不能正常连接的原因?

基于FPGA器件实现微波接力机中的FFT模块设计

对实现FFT的工程,目前通用的方法是采用DSP、FFT处理电路及FPGA。用DSP实现FFT的处理速....
发表于 2020-07-27 17:52 39次阅读
基于FPGA器件实现微波接力机中的FFT模块设计

使用DSP工具消除探头和夹具的影响实现高速串行数...

示波器的带宽影响着至关重要的信号眼图。眼图是一种行业标准示波器图像,也是一致性测试和验证测试的基石,....
发表于 2020-07-27 17:09 82次阅读
使用DSP工具消除探头和夹具的影响实现高速串行数...

请教大家,如何使GPIO数字输出默认为高电平

请教大家,在DSP28335中配置GPIO口为数字输出模式,且使能内部上拉功能,为什么输出还是低电平呢?如何默认输出...
发表于 2020-07-27 15:54 29次阅读
请教大家,如何使GPIO数字输出默认为高电平

基于CS5463器件实现的典型功率测量连接电路的...

CS5463是带有串行接口和△-∑模/数转换器,能够进行高速功率(电能)计算的高度集成电路。CS54....
发表于 2020-07-27 15:45 75次阅读
基于CS5463器件实现的典型功率测量连接电路的...

关于.cmd文件的编写和ISTP有什么特殊关系?

请问各位达人  请教如下问题: A   有关于.cmd链接文件的详细介绍吗???    &nbs...
发表于 2020-07-27 15:40 0次阅读
关于.cmd文件的编写和ISTP有什么特殊关系?

HPI加载DSP AIS文件后,DSP无法自己运行的原因?

DSP型号:C6748 FPGA在用HPI加载DSP的AIS文件后,FPGA将HPIC控制寄存器的DSPINT位写...
发表于 2020-07-27 14:45 0次阅读
HPI加载DSP AIS文件后,DSP无法自己运行的原因?

贸泽开售面向专业创客与工业市场的强大Arduin...

贸泽电子目前在全球分销的Arduino Portenta H7搭载双核STMicroelectron....
发表于 2020-07-27 14:17 441次阅读
贸泽开售面向专业创客与工业市场的强大Arduin...

如何把线阵cameralink的图像数据通过FPGA暂存然后通过EMIF64发给DSP?

专家您好: 问题描述: 我想把线阵cameralink的图像数据通过FPGA暂存然后通过EMIF64发给DSP,我的线扫速度...
发表于 2020-07-27 13:35 0次阅读
如何把线阵cameralink的图像数据通过FPGA暂存然后通过EMIF64发给DSP?

dsp调音技巧_dsp调音最佳图

有很多人不了解31段位调音方法,那么今天小编就在这里给大家分享一点我的小经验,希望可以给你们带来帮助....
发表于 2020-07-27 09:00 226次阅读
dsp调音技巧_dsp调音最佳图

DSP的功能作用是什么_dsp的jtag管脚定义

DSP是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1....
发表于 2020-07-27 08:51 75次阅读
DSP的功能作用是什么_dsp的jtag管脚定义

采用全差分结构的高性能采样/保持电路的设计

采样/保持电路是模数转换器的重要组成部分,它的性能决定着整个A/D转换器的性能。随着科学技术的发展,....
发表于 2020-07-26 11:03 126次阅读
采用全差分结构的高性能采样/保持电路的设计

基于Z8 Encore F0830系列微控制器

使用Z8 Encore F0830系列MCU的无绳电钻和电池充电器的应用电路。该申请描述了一种350瓦手持式电钻的电机控制...
发表于 2020-07-26 06:17 0次阅读
基于Z8 Encore F0830系列微控制器

支持实验室温度湿度测量的智能化仪表的设计

本仪表的硬件电路部分主要是有温、湿度通道独立电源电路,温、湿度采样电路,信号调节电路,模数转换电路,....
发表于 2020-07-24 15:42 65次阅读
支持实验室温度湿度测量的智能化仪表的设计

通过利用FPGA协处理器实现对汽车娱乐系统进行优...

集成了数据通信,定位服务和视频娱乐的高端汽车信息娱乐系统需要高性能的可编程处理技术,其最佳实现方法是....
发表于 2020-07-24 15:25 105次阅读
通过利用FPGA协处理器实现对汽车娱乐系统进行优...

基于TMS320F2812处理芯片和LC振荡电路...

本文从车型检测器硬件结构和处理算法两方面提出一些具有创新性的设计方案。以TI公司推出的最高工作频率为....
发表于 2020-07-24 14:58 135次阅读
基于TMS320F2812处理芯片和LC振荡电路...

FPGA技术在“非传统”应用领域显身手,DSP和...

自从1985年首款FPGA器件诞生以来,FPGA产业一方面修炼内功——从技术上来说,工艺从2μm发展....
发表于 2020-07-24 14:56 125次阅读
FPGA技术在“非传统”应用领域显身手,DSP和...

采用TSMC0.18混合信号双阱CMOS工艺实现...

随着集成电路技术的不断发展,高性能运算放大器广泛应用于高速模/数转换器(ADC)、数/模转换器(DA....
发表于 2020-07-24 11:32 108次阅读
采用TSMC0.18混合信号双阱CMOS工艺实现...

温度测量系统的设计应用对模数转换器有哪些性能要求

测量温度的传感器有几种。为具体应用选择适当的温度传感器取决于待测温度范围以及所需的精度。系统精度取决....
发表于 2020-07-24 11:18 56次阅读
温度测量系统的设计应用对模数转换器有哪些性能要求

TMS320C6713的EMIF和FIFO资料

发表于 2020-07-23 23:30 101次阅读
TMS320C6713的EMIF和FIFO资料

借助FPGA协同处理提升性能和降低应用设计成本

传统的、基于通用DSP处理器并运行由C语言开发的算法的高性能DSP平台,正在朝着使用FPGA预处理器....
发表于 2020-07-23 16:36 209次阅读
借助FPGA协同处理提升性能和降低应用设计成本

24位Σ-Δ模数转换器AD7787的工作原理、特...

AD7787的内部结构功能框图如图2所示。它内部集成了一个Σ-Δ调制器、一个缓冲器和一个片内数字滤波....
发表于 2020-07-23 09:44 95次阅读
24位Σ-Δ模数转换器AD7787的工作原理、特...

串行输出模/数转换器MAXll48的性能特点及应...

MAX1148采用14位逐次逼近寄存器(SAR)和输入跟踪/保持(T/H)电路,实现将模拟信号转换成....
发表于 2020-07-23 09:13 50次阅读
串行输出模/数转换器MAXll48的性能特点及应...

基于TMS320C2000系列DSP实现电动汽车...

汽车市场的激烈竞争要求设计者必须缩短产品开发周期。在传统的汽车电子控制器的设计开发中,控制器的总体设....
发表于 2020-07-23 08:27 101次阅读
基于TMS320C2000系列DSP实现电动汽车...

基于集成DSP内核的HKS6713芯片实现弹载计...

随着精确制导武器的发展,作为控制核心的计算机单元,其一体化和集成度越来越高、接口越来越丰富。本文以某....
发表于 2020-07-22 21:34 164次阅读
基于集成DSP内核的HKS6713芯片实现弹载计...

Maxim 发布超低功耗、带BLE 5.2的双核...

随着IoT应用向高端发展,通常会将更多的MCU整合到系统中。这些系统通常包括负责支持处理应用的专用处....
发表于 2020-07-22 16:02 245次阅读
Maxim 发布超低功耗、带BLE 5.2的双核...

基于DSP芯片实现压实度测量的改进系统软硬件设计

引言 上世纪80年代后期,国内开始压实度计方面的研究,也曾开发出机载式压实度仪,由于采用数码管显示,....
发表于 2020-07-22 12:34 109次阅读
基于DSP芯片实现压实度测量的改进系统软硬件设计

∑-Δ模数转换器AD7731的工作原理、特性及应...

AD7731是美国ADI公司开发的具有低噪声、高通过率等特性的∑-Δ模数转换器。它可直接接收来自传感....
发表于 2020-07-22 10:34 58次阅读
∑-Δ模数转换器AD7731的工作原理、特性及应...

基于运算放大器TLC2274的模数采样方案的实现

在绝大多数电机调速以及其它控制系统中都要用到电流采样,以用于电流反馈控制。目前在高性能的电机变频调速....
发表于 2020-07-22 10:22 76次阅读
基于运算放大器TLC2274的模数采样方案的实现

12b双通道模数转换器AD9238的功能特点及应...

集成了2个12 b的单通道A/D转换器AD9235(20/40/65 MS/s);采用单一3 V供电....
发表于 2020-07-22 10:16 49次阅读
12b双通道模数转换器AD9238的功能特点及应...

高性能模数转换器AD9224的功能特点及典型应用...

AD9224是美国AD公司生产的一种12位、40MSPS高性能模数转换器。它具有片内高性能采样保持放....
发表于 2020-07-22 09:32 82次阅读
高性能模数转换器AD9224的功能特点及典型应用...

采用串行外设接口的数据转换器双线控制电路的设计

多数现行微处理器、DSP、现 场可编程门阵列都集成了硬件和软件资源,它们支持两种常见接口标准——SP....
发表于 2020-07-22 09:13 74次阅读
采用串行外设接口的数据转换器双线控制电路的设计

实现ARM和DSP或协处理器的通信和协同工作,有...

视频监控子系统是现代智能机器人设计中必不可少的一个部分,它需要采用DSP并根据某种算法对摄入的图像进....
发表于 2020-07-21 18:01 195次阅读
实现ARM和DSP或协处理器的通信和协同工作,有...

16位逐次逼近模数转换器ADS8412的功能特点...

ADS8412是德州仪器公司推出的一款2Msps采样速率的16位逐次逼近(SAR)模数转换器(ADC....
发表于 2020-07-21 10:59 71次阅读
16位逐次逼近模数转换器ADS8412的功能特点...

基于模数转换器AD9444和AD9510芯片实现...

数字、软件无线电和微电子技术的高速发展,极大的促进了模数转换电路设计的发展。模数转换器件经历了从低性....
发表于 2020-07-21 10:52 72次阅读
基于模数转换器AD9444和AD9510芯片实现...

基于ADμC381和AD9834实现低频信号发生...

许多设备需要使用能产生高性能、高分辩率信号的低频信号发生器。本实例提供一种能产生0~1MHz频率的电....
发表于 2020-07-21 09:52 235次阅读
基于ADμC381和AD9834实现低频信号发生...

探讨Apache kafka在部署可伸缩物联网解...

设备层仅仅是底层数据平台的冰山一角,而底层数据平台则是水面下的重担。强大的物联网数据平台的关键支柱之....
发表于 2020-07-21 09:37 67次阅读
探讨Apache kafka在部署可伸缩物联网解...

基于DSP芯片TMS320VC54lOA实现LC...

随着电子产品集成化的发展.液晶显示屏在便携式仪器中实现图像或文字的显示应用更为广泛。
发表于 2020-07-20 21:18 245次阅读
基于DSP芯片TMS320VC54lOA实现LC...

基于DSP芯片TigerSHARCTS201S实...

  空时编码(Space—Time Block Coding,STBC)是达到或接近MIMO无线信道....
发表于 2020-07-20 21:10 205次阅读
基于DSP芯片TigerSHARCTS201S实...

意法半导体通过两项并购,进一步增强STM32微控...

并购将引入窄带蜂窝和超宽带技术,完善意法半导体的连接解决方案。
发表于 2020-07-20 15:20 95次阅读
意法半导体通过两项并购,进一步增强STM32微控...

基于7107半双积分式模/数转换和单片机实现记录...

温度计是常用的热工仪表,常用于工业现场作为过程的温度测量。在工业生产过程中,不仅需要了解当前温度读数....
发表于 2020-07-20 11:53 39次阅读
基于7107半双积分式模/数转换和单片机实现记录...

高速数模转换器AD9712B/13B的结构功能和...

在为线性调频的雷达视频目标产生模拟信号的过程中,为了得到高质量的视频模拟信号,其前端通常采用数字信号....
发表于 2020-07-20 11:03 80次阅读
高速数模转换器AD9712B/13B的结构功能和...

双通道24位Σ-Δ模数转换器AD7787的工作原...

AD7787是ADI公司推出的适用于低频测量的低功耗、低噪声、双通道、24位Σ-Δ模数转换器。它利用....
发表于 2020-07-20 10:49 48次阅读
双通道24位Σ-Δ模数转换器AD7787的工作原...

单片机是什么_单片机能用来做什么

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个....
发表于 2020-07-20 10:30 122次阅读
单片机是什么_单片机能用来做什么

CMOS模数转换器ADC10065的工作原理和应...

ADC10065是美国国家半导体公司推出的一款低功耗、单电源供电的CMOS 模数转换器。该芯片在3V....
发表于 2020-07-20 09:26 97次阅读
CMOS模数转换器ADC10065的工作原理和应...

模数转换器CS5381的特点及实现四通道并行采集...

CS5381是Cirrus Logic公司推出的120dB、192kHz高性能立体声模数转换芯片。该....
发表于 2020-07-20 09:26 82次阅读
模数转换器CS5381的特点及实现四通道并行采集...

多通道A/D转换芯片MAX1230的工作原理及应...

对于在野外工作的数据采集系统来说,由于环境的影响和条件的限制,往往需要系统具有比较低的功率消耗,同时....
发表于 2020-07-18 12:11 153次阅读
多通道A/D转换芯片MAX1230的工作原理及应...

模数转换器ADS1216的工作原理及应用设计分析

ADS1216是Burr-Brown产品线中的一款新型、高精度、宽动态范围、Δ-∑型8通道24位AD....
发表于 2020-07-18 12:11 137次阅读
模数转换器ADS1216的工作原理及应用设计分析