基于S3C2440的多道脈沖幅度分析器硬件設計
2.4 A/D轉換電路
A/D轉換器是多道脈沖分析器的核心器件,它對輸入脈沖的峰值進行編碼轉換成為數字量。設計選用美國Burr Brown公司生產的低功耗CMOS工藝逐次逼近型的A/D轉換芯片ADS774。ADS774采用單一的+5 V電源供電;典型功耗120 mW;非線性誤差±1/2LSB;轉換速度為8.5 μs,能較好地滿足設計需要。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201809/388648.htm
A/D轉換電路圖如圖6所示。核脈沖信號從峰值擴展電路輸出后進入ADS774的BIP OFF引腳進入轉換器。R/C引腳連接控制電路,該引腳輸入低電平信號可以啟動A/D轉換,輸入高電平信號時,CPU讀取轉換結果。STS引腳反映了A/D轉換的狀態,轉換過程中,輸出高電平。轉換結束后,STS引腳輸出低電平。A/D轉換結束后,STS引腳發出下降沿有效的中斷請求給CPU。CPU收到中斷請求后,在中斷處理程序中讀入轉換結果。為進一步提高A/D轉換結果的精度,降低道寬的非線性誤差,只使用了12位轉換結果的高10位,舍棄了最低兩位的轉換結果。因此,只把ADS774數據線的DB2~DB11接入系統數據總線。
3 系統測試
系統電路板制作完畢后,首先進行輸入電壓的幅度-道址對應關系測試。使用精密信號發生器產生不同幅度的脈沖信號,直接對多道脈沖幅度分析器的A/D轉換結果進行測試。輸入信號幅度范圍0~5 V,先輸入幅度值較小的脈沖信號,重復進行若干次的測量,通過LCD顯示屏觀察本幅度脈沖所對應的道址。以脈沖信號的信號幅度為橫坐標,對應的道址為縱坐標,得到如圖7所示的曲線。將其采用最小二乘法進行擬合,得到道址與幅度之間相關系數R2=0.999 4,兩者之的關系式為:y=201.98x+13.361。這表明,本系統具備良好的線性。
本系統A/D轉換器ADS774的實際測量結果與理想轉換函數值的最大誤差為±1/2LSB,因此系統的積分非線性(INL)為±0.37%,微分非線性(DNL)接近于0。使用精密信號發生器對幅度值為4.5 V的信號行連續8 h的測量,每小時記錄一次道址,測量數據如表1所示,這表明,系統的峰位漂移2%,具備良好的穩定性。
4 結束語
S3C2440處理器具有32位的總線寬度和1.1 MIPS/MHz的指令處理速度,可以滿足對時間要求非常苛刻的事件的快速實時處理。此外,S3C2440處理器豐富的外設接口也使得整個設計更加便捷。測試表明:設計達到了1 024道的多道脈沖幅度分析器硬件要求,具備良好的微分非線性和積分非線性,系統分辨率高、工作穩定性好。此外,由于系統硬件采用了集成度高、功耗低、貼片式的元器件,因此系統體積小、攜帶方便、操作靈活、可以應用于實際工作中。
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