Функция преобразования ацп

Псевдодифференциальный и однополярный режимы

В псевдодифференциальном или однополярном режиме диапазон измерения составляет 0...V_REF. Выходной код в псевдодифференциальном или однополярном режиме – прямой двоичный код, единица младшего разряда (ЕМР) соответствует

1 ЕМР = 2.5 В/4096 = 0.61 мВ = 610 мкВ при опорном напряжении VREF = 2.5 В.

В идеале характеристика преобразования проходит через точки 1/2 ЕМР, 3/2 ЕМРs, 5/2 ЕМРs, . . ., FS –3/2 ЕМР. Идеальная характеристика преобразования показана на рис. ???.

(Рис. ‑ Характеристика АЦП в псевдодифференциальном и в однополярном режиме)

Полностью дифференциальный режим

Амплитуда дифференциального сигнала представляет собой разность между величинами сигналов на входах V_IN+ и V_IN– (то есть V_IN+ – V_IN–). Максимальный размах дифференциального сигнала, таким образом, составляет величину от –V_REF до + V_REF (то есть 2·V_REF). Это без учета синфазного сигнала (commonmode, CM). Синфазный сигнал является средним двух сигналов, т.е. (V_IN+ + V_IN–)/2 и таким образом синфазный сигнал – это уровень, относительно которого изменяются два входных сигнала. Поэтому пределы изменения сигнала на каждом входе определяются величиной CM ± V_REF/2. Синфазное напряжение устанавливается с помощью внешних цепей и его диапазон зависит от величины V_REF(см. раздел «Формирование входных аналоговых сигналов»)

В полностью дифференциальном режиме аналоговый сигнал преобразуется в дополнительный цифровой код с величиной 1 ЕМР = 2·V_REF/4096 или 2*2.5 V/4096 = 1.22 мВ при V_REF = 2.5 В. Это позволяет результат в ADCDAT объявить как целое со знаком во время генерации кода на C. Предполагаемые преобразования кода встречаются посередине между следующими один за другим целыми ЕМР значениями (LSB - LeastSignificantBit) – то есть точки 1/2 ЕМР, 3/2 ЕМР, 5/2 ЕМР, … , FS − 3/2 ЕМР. Идеальная характеристика преобразования показана на рис. 9.

(Рис. ‑ Характеристика АЦП в дифференциальном режиме)

Типичный порядок работы с АЦП

Для работы аналоговой схемотехники АЦП требуются дополнительные напряжения питания (помимо 3,3 В). Соответствующие источники встроены на кристалл МК и могут программно включаться или отключаться с целью энергосбережения. Для выполнения измерений типичный порядок действий следующий:

1. Включить питание аналоговой схемотехники (установкой в 1 бита 7 в регистр управления ADCCON– см. ???). Время установления аналогового питания не превышает 5 мкс.

2. Задать режим работы АЦП записью управляющего слова в регистр ADCCON (табл.???).

3. Выбрать измеряемый сигнал записью

После того, как АЦП сконфигурирован посредством записи в регистр управления и выбора канала, преобразователь может принимать входной сигнал и обеспечивать 12-разрядный результат, помещая его в регистр данных АЦП.

Верхние 4 бита – это знаковые разряды, а 12-битный результат занимает разряды с 16 по 27, как показано на рис.???. Еще раз напоминаем, что в полностью дифференциальном режиме результат представлен в дополнительном коде, а в псевдодифференциальном и однополярном режимах результат представлен в прямом двоичном формате.

Знаковые биты 12 битов результата

Такой же формат имеют регистры DACxDAT, что упрощает алгоритмы обработки данных.

Расход тока

АЦП находится в режиме ожидания, то есть, приведен в действие, но ничего не преобразовывает, как правило потребляет 640 μA. Питание внутреннего (встроенного) источника опорного напряжения добавляет к расходу еще 140 μA. Во время преобразования сверхток - это значение 0.3 μA, умноженное на частоту выборки (частоту опроса), измеренную в килогерцах. Рисунок ??? демонстрирует расход тока АЦП