摘要：在伺服控制系統中，電流反饋信號及電壓反饋信號的采集、轉換對提高系統的控制性能有著重要的作用，這就對采樣精度及穩定性有了較高的要求，而AD7864則滿足這一要求。基于此介紹了高精度4通道同步采樣速率的12位A／D轉換器AD7864的特點及其工作原理，以及在伺服控制系統中AD7864與DSP芯片TMS320F2812的接口及應用。
關鍵詞：伺服控制系統；AD7864；模數轉換器

近年來模數轉換器制造技術發展十分迅速，低成本、高精度和高速度的ADC新產品不斷涌現。高速度、高采樣速率的12位ADC在各種數據采集系統中的應用已十分常見。隨著逐次逼近式A／D技術的發展，A／D在高速高精度的數據采集應用上有更出色的表現。在伺服控制系統中伺服控制器需對采集到的電流及電壓信號進行轉換，再通過一定的算法來確定被控裝置的位置。在這個過程中，兩路信號同時采樣轉換對整個系統的精度有著很重要的意義。AD7864可以直接適應這個需求，它是4通道同時采樣的高精度A／D轉換器，高速并行輸出接口與DSP芯片TMS320F2812直接相連，從而實現電流電壓兩路信號同時采樣轉換。

1 AD7864的特點
AD7864是一款高速低功耗四通道同步采樣單5 V供電的12位模數轉換器。它包含一個1．65μs逐次逼近ADC，四采樣保持放大器，2．5 V電壓參考，時鐘振蕩器，信號調理電路和一高速并行接口，它可以同步采樣四路通道的輸入信號以保持四路模擬輸入的相對狀態信息。AD78 64可以接受的輸入信號范圍為：AD7864-1型為±10 V，±5 V；AD7864-2型為0～2．5 V，0～5 V；AD7864-3型為±2．5 V。模擬輸入的過電壓保護可以允許輸入電壓分別達到±20 V，+20 V／-1 V，+20／-5 V而對器件不產生損害或影響。通道選擇可以通過軟件或硬件進行選擇。功耗低達90 mW，省電模式下可達20μW。AD7864四通道同時工作時，最大采樣率可以高達130 kHz。AD7864具有片內時鐘、讀寫允許邏輯、多種通道選擇方式及內部精確的2．5 V參考電壓，這使得其與高速處理器的接口變得非常簡單。

2 AD7864的工作原理
AD7864轉換后的數據讀取有兩種方法，即轉換中讀取數據和轉換后讀取數據。轉換中讀取數據是在下一個通道轉換結束之前讀取前一個通道的數據。轉換后讀取數據是在全部通道均轉換結束后，才讀取數據。
轉換中讀取數據芯片可以達到最高的數據吞吐率。其具體工作過程如下：一次轉換從轉換起始信號／CONVST的上升沿開始，4個采樣保持器進入保持狀態，1．65μs后，得到轉換順序中第一個通道的數據，每個通道的轉換都有1．65μs的間隔，／EOC信號的下降沿便是每次轉換的結束。BUSY輸出信號表示所有選擇通道轉換都完成。每次／EOC信號變成低電平，執行一次讀操作。
轉換后讀取數據的具體工作過程如下：當轉換起始信號／CONVST上升沿時，4個采樣保持器進入保持狀態，開始對選擇的通道采樣。同時，BUSY輸出信號被觸發為高電平，并在轉換過程中一直保持為高，當全部通道轉換結束后，才變為低電平。／EOC信號在每一個通道轉換結束時均有效。全部通道轉換后的數據保存在AD7864內部相應的鎖存器中。全部通道轉換結束后，當片選信號和讀信號有效時，就可以按照轉換順序從數據總線上并行讀取數據。

3 DSP與AD7864的接口及應用
考慮到本系統實際應用中要求的工作電壓、轉換速度以及系統硬件設計的便利等因素，在硬件系統中選用AD7864-2。DSP選用TI公司的TMS320F2812。