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AD转换范文4篇(全文)AD转换范文(精选4篇)

AD转换第1篇

随着现代电子技术的应用和发展，越来越多的电子应用由模拟系统向数字系统转变，而A/D转换器作为模拟系统和数字系统的界面，承担着将模拟信号转变为数字信号的任务，在一些多路信号采集系统和实时数字信号处理系统中，A/D转换的多路扩展、高精度、低成本、实时性显得越来越重要。在一般的信号采集系统中，往往由单片机对A/D转换器进行控制，增加了CPU的负担，降低了CPU的工作效率，大大影响信号采集的实时性。

FPGA的高集成度和高速的特性，使之相对于单片机，更适合于对A/D转换的高速控制，而且还可以把采样数据实时存储。基于此，设计了一种基于FPGA的A/D转换控制器，利用FPGA直接控制AD7822芯片对模拟信号进行采样，采集速度可达1MB/s,然后将转换好的8位二进制数据迅速存储到SRAM中，从而提高了采样的实时性、减轻了主CPU的运行负担。

1AD7822介绍

AD7822是AnalogDevices公司推出的一种8-bitA/D转换器。单极性输入，采样分辨率8Bit,并行输出；内含取样保持电路，以及可选择使用内部或外部参考电压源，具有转换后自动Power-Down的模式，电流消耗可降低至5μA以下。转换时间最大为420ns,SNR可达48dB,INL及DNL都在±0.75LSB以墙。可应用在数据采样、DSP系统及移动通信等场合。

1.1AD7822的引脚功能

VIN1:模拟信号输入端；

Vref:参考电压输入输出端，可使用片上参考电压，也可外接参考电压；

CS:片选端，低电平有效；

DB0-DB7:并行数据输出端，一般处于高阻态，当RD和CS变低有效时，数据才被放到数据总线上；

CONVST:逻辑输入信号，在该信号的下降沿(至少保持20ns低电平)启动8-bit模数转换，进入hold模式，转换开始后120ns再次进入track模式。转换结束时检测CONVST信号的状态，若为低，则芯片将powerdown。

E0C:逻辑输出。该信号表明转换什么时候完成，可在转换完成时用于微控制器的中断信号或将数据锁存到门阵列。

PD:逻辑输入，将该信号拉低可使AD7822处于Power-Down模式，当PD变成高电平时ADC上电。

RD:逻辑输入信号，该信号用于使输出缓冲器退出高阻状态，并驱动数据到数据总线上。只有RD和CS都为逻辑低时数据总线方可使用。

VDD:电源输入端，3V+10%或5V+10%;

AGND:模拟地；

DGND:数字地。

1.2AD7822的操作模式及转换时序

AD7822有两种可能的操作模式：高速采样模式和自动Power-Down模式。在高速采样模式下，两次转换之间AD7822不会power-down,因此可以达到较高的吞吐率；而在自动

PowerDown模式下，转换结束后AD7822会自动powerdown,这对于功耗敏感的应用比较有利。设计中采用高速采样模式，基本时序如图1所示。

1.3AD7822与FPGA的硬件电路图

如图2所示，在本系统中，AD7822的VDD采用3V电源供电，这样数据总线可以直接与FPGA(FPGA引脚的逻辑电平为3V)连接，无需电平转换。参考电压源Vref为+2.5V,由AD780产生。

偏置电压输入引脚Vmid悬空，即Vmid缺省为1V。这种情况下，AD7822可以处理的模拟信号范围为0~2V,即模拟输入信号经运放处理，转换到0~2V范围内之后，再输入AD7822的VIN1引脚。本文利用Tektronix公司的AWG5012B任意波形发生器产生0~2V的波形信号作为信号源。为避免AD7822因外界干扰进入非法状态或Powerdown,将AD7822的控制引脚CONVST和PD上拉。

2AD7822控制器的设计

本设计采用FPGA芯片EP1C12来对AD7822进行采样控制，并将转换得到的数据存储到SRAM中去。用FPGA设计的采样控制器AD_CONTROLLER的接口电路如图3所示。

AD_CONTROLLER的输入时钟clk取50MHz,在该时钟的作用下，利用有限状态机，控制nconvst、adc_cs、adc_rd信号的状态，从而完成A/D转换及转换结果的存储。start为AD_CONTROLLER的启动信号，外接按键，当按键PBO按下(start为0)时，AD_CON