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高精度AD轉換器LTC1606及其應用
摘要：介紹了一種高精度單通道16位并行輸出A/D轉換器LTC1606的功能特點(diǎn)和工作過(guò)程，給出了LTC1606與DSP芯片TMS320LF2406A的硬件接口方法以及和數據采集相關(guān)的主要匯編源程序。１�。蹋裕茫保叮埃兜闹饕攸c(diǎn)
ＬＴＣ１６０６是ＬＩＮＥＡＲ公司生產(chǎn)的具有采樣保持功能的１６位高速ＡＤＣ。該ＡＤＣ分辨率高，采樣速率高、功耗小，可在高精度的數據采集系統中廣泛應用。其主要特點(diǎn)如下：
●含有１６位采樣保持功能的模數轉換器；
●２５０ｋＨｚ采樣速率，信噪比達９０ｄＢ；
●信號輸入范圍為±１０Ｖ；
●采用單５Ｖ電源供電，典型功耗為７５ｍＷ；
●片內自帶基準源，也可以外接基準源；
●片內自帶同步時(shí)鐘；
●采用２８腳ＳＳＯＰ封裝；
●帶有和ＭＣＵ兼容的１６位并行輸出端口。
２�。蹋裕茫保叮埃兜囊_介紹及使用說(shuō)明
２．１ ＬＴＣ１６０６的引腳介紹
ＬＴＣ１６０６的引腳排列圖如圖１所示，各引腳功能及使用說(shuō)明如下：
ＶＩＮ：模擬量輸入端，使用時(shí)應通過(guò)２００Ω的電阻連接到需轉換的模擬輸入，滿(mǎn)量程為±１０Ｖ；
ＡＧＮＤ１、ＡＧＮＤ２：模擬地；
ＲＥＦ：２．５Ｖ基準源輸入端，通常接２．２μＦ的旁路鉭電容，也可以接外部基準源；
ＣＡＰ：基準緩沖輸出，應接１０μＦ電容旁路到地；
Ｄ１５～Ｄ８：三態(tài)數據輸出端，當ＣＳ為高或Ｒ／Ｃ 為低時(shí)，輸出為高阻態(tài)；
ＤＧＮＤ：數字地；
Ｄ７～Ｄ０：三態(tài)數據輸出端，當ＣＳ為高或Ｒ／Ｃ 為低時(shí)，輸出為高阻態(tài)；
ＢＹＴＥ：字節選擇端，當ＢＹＴＥ端接低電平時(shí)，Ｄ１５～Ｄ０按１６位并行輸出數據；當ＢＹＴＥ端接高電平時(shí)，高８位和低８位分兩次并行輸出；
Ｒ／ Ｃ：Ｒｅａｄ／Ｃｏｎｖｅｒｔ輸入端，當ＣＳ為低時(shí)，在 Ｒ／ Ｃ端的下降沿啟動(dòng)采樣保持器并進(jìn)行模數轉換，并在Ｒ／ Ｃ的上升沿將使能數據輸出；
ＣＳ：片選端，當Ｒ／ Ｃ為低時(shí)，在ＣＳ引腳的下降沿啟動(dòng)模數轉換，當Ｒ／Ｃ 為高時(shí)，在ＣＳ引腳的下降沿使能數據輸出；
ＢＵＳＹ：模數轉換狀態(tài)輸出引腳。當進(jìn)行模數轉換時(shí)，該引腳輸出低電平，當ＢＵＳＹ端產(chǎn)生一上升沿時(shí)，表示模數轉換結束，數據輸出端有效。當ＢＵＳＹ產(chǎn)生上升沿時(shí)，ＣＳ和Ｒ／ Ｃ必須為高；
ＶＡＮＡ：模擬５Ｖ電源輸入端，接０．１μＦ的陶瓷電容和１０μＦ的鉭電容旁路到地；
ＶＤＩＧ：數字５Ｖ電源輸入端，使用時(shí)接到ＶＡＮＡ。
２．２ Ａ／Ｄ轉換的啟動(dòng)和數據讀取
ＬＴＣ１６０６在ＣＳ和Ｒ／ Ｃ腳的共同作用下，可在下述兩種情況下開(kāi)始一次Ａ／Ｄ轉換：一是當Ｒ／ Ｃ腳為低電平時(shí)，將在ＣＳ引腳的脈沖下降沿啟動(dòng)一次Ａ／Ｄ轉換。該負跳變脈沖至少應持續４０ｎｓ，且最大脈沖寬度應不超過(guò)６μｓ。二是當ＣＳ引腳為低電平時(shí)，可在Ｒ／ Ｃ腳的脈沖下降沿啟動(dòng)一次Ａ／Ｄ轉換。這種方式對負跳變脈沖的要求與第一種情況相同。
在一次Ａ／Ｄ轉換啟動(dòng)后，ＢＵＳＹ腳將變?yōu)榈碗娖讲⒈３种敝帘敬无D換完成。當ＢＵＳＹ為低時(shí)，新的轉換命令將不起作用。應注意的是，在ＢＵＳＹ變高之前，Ｒ／ Ｃ和ＣＳ必須變?yōu)楦�，否則將啟動(dòng)一次無(wú)效的轉換過(guò)程。
ＬＴＣ１６０６的轉換結果以二進(jìn)制補碼的形式并行輸出。轉換結果可按字?１６位?讀取，也可按字節?８位?分兩次讀取。在一次轉換完成之后，轉換結果送入輸出寄存器鎖存。當且僅當Ｒ／ Ｃ為高電平而ＣＳ為低電乎時(shí)，轉換結果才能被讀取。
芯片轉換結果輸出線(xiàn)的高字節和低字節的位置可用ＢＹＴＥ腳電平的變化加以改變，這樣ＬＴＣ１６０６芯片與１６位數據總線(xiàn)和８位數據總線(xiàn)的微處理器均能接口，可滿(mǎn)足不同的應用場(chǎng)合，從而使ＬＴＣ１６０６具有較廣的應用范圍。
３ 高精度數據采集電路設計
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０ｘ是德州儀器（ＴＩ）公司推出的基于Ｃ２ｘＬＰ １６位定點(diǎn)低功耗的數字信號處理器系列，該系列可用于各種數字伺服控制和嵌入式控制系統。２４０ｘ系列ＤＳＰ芯片除具有ＤＳＰ芯片共有的速度快的特點(diǎn)外，最大的特點(diǎn)是片上集成了大量的外圍資源，主要包括雙存�。遥粒鸵约埃疲蹋粒樱群蛢蓚�(gè)事件管理模塊ＥＶＡ、ＥＶＢ，在事件管理模塊中主要有以下功能模塊：定時(shí)器、ＰＷＭ信號發(fā)生器、ＣＡＮ現場(chǎng)總線(xiàn)接口、ＳＣＩ串行通信接口、看門(mén)狗定時(shí)器以及通用的雙向數字Ｉ／Ｏ端口等。
筆者在研究海洋重力傳感器的信號提取過(guò)程中，為了實(shí)現高精度的信號采集?進(jìn)行了大量的數據處理運算，并且以此為基礎實(shí)現了伺服控制。應用時(shí)采用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ作為這個(gè)系統的主控芯片，通過(guò)ＬＴＣ１６０６實(shí)現對模擬信號的采集和模數轉換，圖２所示為數據采集部分的電路原理圖。
在圖２所示的電路中，在５Ｖ供電的ＬＴＣ１６０６和３．３Ｖ供電的ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ之間加上了兩片１６位的總線(xiàn)驅動(dòng)器。這樣，ＬＴＣ１６０６接地可使其工作在１６位并行輸出方式下，這樣可以很方便地實(shí)現和１６位ＤＳＰ的接口設計。為使ＬＴＣ１６０６的控制邏輯變得比較簡(jiǎn)單，可將ＣＳ接地。在這種情況下，如果Ｒ／ Ｃ引腳變低，ＬＴＣ１６０６將對輸入信號進(jìn)行采樣保持，并開(kāi)始模數轉換。而在模數轉換過(guò)程中，ＢＵＳＹ將變
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