Структурная схема

На основе анализа технического задания сформирована структурная схема устройства. Слева подводится входной сигнал, напряжение которого попадает на аналогового- цифровой преобразователь, затем поток данных следует в микроконтроллер, где обрабатывается и передаётся на дисплей ЖКИ. Также присутствуют органы управления в виде кнопок.

МК

АЦП

ЖКИ

Входной сигнал

Органы управления

МК – микроконтроллер

АЦП - аналогового- цифровой преобразователь

ЖКИ - устройство отображения информации

Выбор компонентов Анализ заданной микросхемы ad7495

Микросхема AD7495 является аналогового- цифровым преобразователем и служит для преобразования аналогового сигнала на входе в поток цифровых данных.

AD7475/AD7495 - это быстродействующие, малопотребляющие 12-разрядные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) последовательного приближения, которые работают с однополярным напряжением питания в диапазоне от 2.7 В до 5.25 В и поддерживают производительность до 1 миллиона отсчетов в секунду (MSPS). Они содержат широкополосный следящий- запоминающий усилитель с низким шумом, который способен работать с входными сигналами, имеющими частоту до 1 МГц и выше.

Управление процессами преобразования и сбора данных осуществляется при помощи сигнала CS и тактового сигнала последовательного порта, что упрощает подключение компонента к микропроцессорам или цифровым сигнальным процессорам (DSP). Выборка входных сигналов осуществляется по заднему фронту сигнала CS, который также инициирует начало преобразования. Время преобразования определяется частотой сигнала SCLK. Компоненты не имеют конвейерных задержек.

Для поддержания очень низкой рассеиваемой мощности при высоких скоростях преобразования в AD7475/AD7495 применяются продвинутые схемотехнические решения. При напряжении питания 3 В и скорости преобразования 1 MSPS AD7475 потребляет ток всего 1,5 мА, а AD7495 – 2 мА. При напряжении питания 5 В и скорости преобразования 1 MSPS потребляемый ток равен 2,1 мА для AD7475 и 2,6 мА для AD7495.

Компоненты имеют диапазон аналоговых входных сигналов от 0 В до напряжения на REF IN. AD7475 работает с внешним опорным напряжением 2,5 В, прикладываемым к выводу REF IN, а AD7495 содержит внутренний источник опорного напряжения 2,5 В.

Ключевые особенности микросхемы

AD7475 обеспечивает производительность 1 MSPS, потребляя мощность 4,5 мВт.

Однополярное питание и функция VDRIVE. AD7475/AD7495 работают с однополярным напряжением питания в диапазоне от 2,7 В до 5,25 В.

Отдельный вывод для подачи напряжения VDRIVE позволяет подключать последовательный интерфейс к процессорным системам с напряжением питания 3 В или 5 В, независимо от VDD.

Широкие возможности управления соотношением потребляемой мощности и частоты тактового сигнала последовательного интерфейса.

Скорость преобразования определяется частотой внешнего тактового сигнала, что дает возможность сократить время преобразования путем повышения скорости последовательного интерфейса. Компонент также имеет режимы отключения для поддержания максимальной эффективности использования питания при низких скоростях преобразования. Их применение позволяет уменьшить среднюю потребляемую мощность, когда компонент не осуществляет преобразование. В состоянии полного отключения потребляемый ток составляет 1 мкА.

Отсутствие конвейерных задержек. Компонент реализован на базе стандартной архитектуры последовательного приближения с точным управлением моментом выборки при помощи сигнала CS и выполнением преобразования при его снятии.

Области применения:

Системы питания от батарей

Карманные персональные компьютеры

Медицинские инструменты

Мобильная связь

Приборостроение и системы управления

Системы сбора данных

Оптические датчик

" ADC TRANSFER FUNCTION

The output coding of the AD7475/AD7495 is straight binary.

The designed code transitions occur midway between

successive LSB integer values (that is, ½ LSB, 3/2 LSBs, etc.). The

LSB size is = VREF/4096."

Из чего следует, что AD7495 имеет 12 разрядов и интервал измерения от 0 до 2.5 Вольт, чему соответствует 2,5В = 111111111111b, то есть 2^12 = 4096 значений на максимальном диапазоне (0-2,5 В). Исходя из задания выделим нужный интервал (0-2 В), чему будет соответствовать (2 В * 2^12) / 2,5 В = 3276 (110011001100b). Тогда, 2 В / 3276 = 0,0006105 Вольт на отсчет. Значит устройство вывода ЖКИ должно иметь возможность отобразить 8 цифр (8,8888888 - BCD).

Питание осуществляется от источника в 5 В.