АЦП Texas Instruments ADS1251/ADS1252/ADS1253/ADS1254

[TRobin]

Товарищи, здравствуйте! Подскажите, пожалуйста:
1 Как подключить этот АЦП к контроллеру. В его описании говорится "The ADS1254 includes a simple serial interface that can be connected to microcontrollers and digital signal
processors in a variety of ways" но я не опытен и не знаю, поддерживает он интерфейс I2C или нет. Можно ли его подключать ко встроенному в контроллер I2C модулю или нужно подсоединять его к обычным портам ввода-вывода и программно реализовывать работу с ним?
2 Как использовать этот АЦП с однополярным входным сигналом с диапазоном от AGND до AVDD? Правильно ли будет для этого входной сигнал подать на +IN, вход АЦП -IN подсоединить к AGND, а на Vref подать (возможно, через повторитель) AGND?
3 Правильно я понял, что у этого АЦП нет встроенного тактового генератора и тактовые импульсы я мог бы подать через буфер от тактового генератора контроллера?

[MisterDi]

1 Как подключить этот АЦП к контроллеру. В его описании говорится "The ADS1254 includes a simple serial interface that can be connected to microcontrollers and digital signal processors in a variety of ways" но я не опытен и не знаю, поддерживает он интерфейс I2C или нет. Можно ли его подключать ко встроенному в контроллер I2C модулю или нужно подсоединять его к обычным портам ввода-вывода и программно реализовывать работу с ним?

В документации указан интерфейс SPI, который существенно проще в реализации по сравнению с I2C. Соответственно можно подключать как обычным портам ввода-вывода, так и к специализированным модулям МК. Но нужно учитывать что объем данных - 24 бита и не всякий контроллер аппаратно поддерживает такой режим.

2 Как использовать этот АЦП с однополярным входным сигналом с диапазоном от AGND до AVDD? Правильно ли будет для этого входной сигнал подать на +IN, вход АЦП -IN подсоединить к AGND, а на Vref подать (возможно, через повторитель) AGND?

Диапазон входных напряжений о 0 до Vref, и не может быть выше, чем напряжение питания. В документации приведены типовые схемы включения и рекомендации по выбору частот тактирования и величины опорного напряжения. Делать опорное близко к питанию я бы не стал, т.к. будет сложно обеспечить низкий уровень шумов. ИМХО проще поделить входной сигнал и не приближаться к границам питания, т.к там работа усложняется.

3 Правильно я понял, что у этого АЦП нет встроенного тактового генератора и тактовые импульсы я мог бы подать через буфер от тактового генератора контроллера?

Да. Правильно. Обратите внимание, что для уменьшения уровня помех и обеспечения синхронной передачи данных со стандартными скоростями рекомендуют использовать стандартный набор тактовых частот.

[TRobin]

Спасибо большое.
Меня смущают некоторые места в его описании, вот эта таблица:

Table 2. ADS1254 Data Format (Offset Two's Complement)
DIFFERENTIAL VOLTAGE INPUT DIGITAL OUTPUT (HEX)
+Full Scale 7FFFFFH
Zero 000000H
–Full Scale 800000H

Это:
The bipolar input voltage range is from –4.096V to 4.096 V, when the reference input voltage equals 4.096 V. The bipolar range is with respect to –VIN, and not with respect to GND.

И вот это:
For example, when the converter is configured with a 4.096-V reference, the differential full-scale range is:
[4.096 V (positive full scale) - (-4.096 V) (negative full scale)] = 8.192 V (5)

Какие же я коды получу, если подключу входной (не дифференциальный) сигнал с диапазоном от AGND до Vref на +IN, вход АЦП -IN подсоединю к AGND, а на Vref подам опорное напряжение равное, например, 4.096 В?
У меня есть два варианта ответа, и мне это очень не нравится:

Первый вариант:
При Uвх. = 0 В (относительно AGND), выходной код 000000H;
При Uвх. = 4.096 В, выходной код 7FFFFFH.

Второй вариант:
При Uвх. = 0 В (относительно AGND), выходной код 000000H;
При Uвх. = 4.096 В, выходной код FFFFFFH.

Мне хочется второй вариант получить, т.е. все 24 бита при подаче однополярного входного сигнала. Может быть, это невозможно на этом АЦП и он только может выдавать коды от "800000H" до "7FFFFFH" для двуполярного сигнала и для однополярного от "000000H" до "7FFFFFH"?

[Yurkin2007]

все 24 бита при подаче однополярного входного сигнала.

Для этого нужно Vref= 2.5В и вход АЦП -IN соединить с Vref. Тогда при изменении входа АЦП +IN от AGND до +5В выходной код пробежит все значения 24бита.
Ещё надо будет проинвертировать старший бит выходного кода, чтобы для 0В иметь код 000000H , для Vref 800000H, и для 2Vref получить код FFFFFFH.

[Bumbarra]

Там дифференциальные входы. То есть, важно не абсолютное значение напряжения на обеих входах, а его разность. При равенстве обеих напряжений по абсолютному значению формируется код 0000Н. Если на входе +VIN напряжение больше. чем на -VIN, тогда формируется прямой код положительного числа. Если напряжения наоборот, то формируется дополнительный код отрицательного числа.

Тебя смущает то, что диапазон напряжений для биполярного сигнала выше,чем диапазон входных напряжений?
Дак там же есть схема подключения биполярного сигнала.
Или же смущает удвоенная величина диапазона? Так входы дифференциальные. Если на входе +VIN напряжение на 4,096 В выше, чем на входе -VIN, то +VIN = 4,096, а -VIN = 0 , все в пределах характеристик. А теперь наоборот, на входе -VIN напряжение выше на 4,096 В, чем на +VIN, то есть, просто поменялись местами и за пределы не выходят. Но в сумме размах напряжений на входах будет равен удвоенному значению, то есть 8,192 В.

Для того, чтобы подключить недифференциальный сигнал с амплитудой от 0 до напряжения питания, нужно на вход -VIN подать опорное напряжение, равное половине напряжения питания. И преобразуемое напряжение подать на вход +VIN, оно тоже должно иметь смещение нуля на величину опорного напряжения. Тогда код 0000Н будет формироваться при равенстве преобразуемого и опорного напряжений. При положительной полуволне преобразуемого напряжения будет выдаваться положительный код, при отрицательной - отрицательный код. Все просто.

[TRobin]

Большое всем спасибо!