基于ADS1158和DSP的高精度数据采集系统设计2 数据采集, 锁相环, 电源, 隔离, 接口

rise_ming

1．3 ADS1158外围电路设计
    图4中，详细画出了ADS1158的外围接口电路，主要包括电源、参考电压、晶振、通信接口、信号输入、信号处理等部分。该芯片与DSP的接口均采用隔离电路，晶振部分也选择了外部晶振，外加锁相环电路。这里主要介绍两个部分，分别是ADS1158的各种电源组成和信号处理电路部分。

    ADS1158的电源由三组引脚组成，分别是模拟部分工作电源AVDD、AVSS；参考电压VrefN，VrefP；数字信号部分电源DVDD、DGND。其中AVDD电压是由数字电源DVDD经过隔离而来。DVDD的主要作用是匹配数字信号接口的电压信号，因为SPI以及部分控制线端口均已隔离，所以该端口仍旧与AVDD相接。VrefP，VrefN为参考电压，对模拟信号的采样精度有至为重要的影响，所以该部分必须谨慎、认真设计。
    本方案电压参考端采用的是0～4．096 V，搭建了如图5所示的参考电压电路。将5 V的电源转化为4．096 V的参考电源，并经过一系列的滤波电路设计，来构造一个高精度、低噪声的参考电源。也可以将AVDD，AVSS通过电源模块转化为±2．5 V电压，输入至VrefP，VretN引脚，来构造双极性输入的应用。

    MUXOUTN，MUXOUTP与ADCINP，ADCINN之间为信号处理电路。在此处可以采用运放对信号进行放大、滤波处理。如果不需要对信号进行处理，此处可以不接任何电路，将信号直连即可。
1．4 硬件设计中需要注意的地方
    在硬件设计的过程中，要充分考虑到电容的应用，应该按照数据手册的推荐要求在各位置放置大小合适的胆电容或者瓷片电容，包括电源、晶振等部分。
    ADS1158如果有没有使用到的引脚，应该让其处于一个确定的状态，或拉高，或拉低，不能让其悬空。本方案中悬空的引脚均通过电阻拉低。
    背部裸露的散热焊盘应该与AVSS相连，并且焊接在电路板上。
1．5 24位A／D采样设计
    采用ADS1158来构建模拟量采样电路的一个最大的优点就是可以从16位数据采集系统快速升级到24位数据采集系统，只需要将ADS1158更换为ADS1258，即可实现系统硬件升级。这两款新品具有同样的封装，同样的引脚定义，同样的外围电路设计，对于设计者来说，可以节约很多的精力和时间。