Ⅰ 如何選擇AD/DA器件
精度 與系統中所測量控制的信號范圍有關,但估算時要考慮到其他因素,轉換器位數應該比總精度要求的最低分辯率高一位。常見的AD/DA器件有8位,10位,12位,14位,16位等。
速度 應根據輸入信號的最高頻率來確定,保證轉換器的轉換速率要高於系統要求的采樣頻率。
通道 有的單晶元內部含有多個AD/DA模塊,可同時實現多路信號的轉換;常見的多路AD器件只有一個公共的AD模塊,由一個多路轉換開關實現分時轉換。
數字介面方式 介面有並行/串列之分,串列又有SPI、I2C、SM等多種不同標准。數值編碼通常是二進制,也有BCD(二~十進制)、雙極性的補碼、偏移碼等。
模擬信號類型 通常AD器件的模擬輸入信號都是電壓信號,而DA器件輸出的模擬信號有電壓和電流兩種。
同時根據信號是否過零,還分成單極性(Unipolar)和雙極性(Bipolar)。
電源電壓 有單電源,雙電源和不同電壓范圍之分,早期的AD/DA器件要有+15V/-15V,如果選用單+5V電源的晶元則可以使用單片機系統電源。
基準電壓 有內、外基準和單、雙基準之分。
功耗 一般CMOS工藝的晶元功耗較低,對於電池供電的手持系統對功耗要求比較高的場合一定要注意功耗指標。
封裝 常見的封裝是DIP,現在表面安裝工藝的發展使得表貼型SO封裝的應用越來越多。
跟蹤/保持(Track/Hold縮寫T/H) 原則上直流和變化非常緩慢的信號可不用采樣保持,其他情況都應加采樣保持。
滿幅度輸出(Rail-to Rail) 新近業界出現的新概念,最先應用於運算放大器領域,指輸出電壓的幅度可達輸入電壓范圍。在DA中一般是指輸出信號范圍可達到電源電壓范圍。(國內的翻譯並不統一,如「軌-軌」、「滿擺幅」)主要針對高精度測量類的AD. 1:參考電壓需要足夠精確,推薦使用外部高精準參考電壓.
2:如果PGA可調,增益系數一般是越小雜訊越低.
3:一般最好用到滿量程,此時AD精度不浪費.
4:如果有偏置,需要進行自校.
5:請注意在使用DEMO板調試時,會由調試口導入PC雜訊,由信號連接線導入外部雜訊,因此建議使用屏蔽電纜傳輸信號.
6:板上注意模擬電源和數字電源,以及模擬地和數字地要分開,減少耦合雜訊路徑.
7:使用差分輸入可以減少共模雜訊,但是差模雜訊會增大.
8:如果是片內集成AD的MCU,支持高速時鍾,如果不影響性能,內部工作時鍾越低,對您的AD采樣引起的干擾越小,如果是板上就需要注意走線和分區.
9:信號輸入前級接濾波電路,一般一階RC電路較多,注意Fc=1/1000~1/100 采樣頻率,電阻和電容的參數注意選取.信號接入後級接濾波電路最好採用sinc濾波方式.注意輸入偏置電流會限制您外部的濾波電阻阻值的大小.
R x Ib < 1LSB.
有的片內AD還有集成輸入Buffer,有助與抑制您的雜訊,一般是分兩當,看輸入信號范圍和滿量程之間的關系.
針對不同場合不同成本不同要求分別選用.還得注意是您的Layout. 經驗數據:做到以上幾點,您的解析度會提高好幾位.