基于S3C2440的多道脈沖幅度分析器硬件設(shè)計
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2．4 A／D轉(zhuǎn)換電路
A／D轉(zhuǎn)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(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量。設(shè)計選用美國Burr Brown公司生產(chǎn)的低功耗CMOS工藝逐次逼近型的A／D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換速度為8．5 μs，能較好地滿足設(shè)計需要。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201809/388648.htm
A／D轉(zhuǎn)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(jìn)入ADS774的BIP OFF引腳進(jìn)入轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換，輸入高電平信號時，CPU讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。STS引腳反映了A／D轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，轉(zhuǎn)換過程中，輸出高電平。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，STS引腳輸出低電平。A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，STS引腳發(fā)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(zhuǎn)換結(jié)果。為進(jìn)一步提高A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果的精度，降低道寬的非線性誤差，只使用了12位轉(zhuǎn)換結(jié)果的高10位，舍棄了最低兩位的轉(zhuǎn)換結(jié)果。因此，只把ADS774數(shù)據(jù)線的DB2～DB11接入系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線。
3 系統(tǒng)測試
系統(tǒng)電路板制作完畢后，首先進(jìn)行輸入電壓的幅度-道址對應(yīng)關(guān)系測試。使用精密信號發(fā)生器產(chǎn)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(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)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(fù)進(jìn)行若干次的測量，通過LCD顯示屏觀察本幅度脈沖所對應(yīng)的道址。以脈沖信號的信號幅度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的道址為縱坐標(biāo)，得到如圖7所示的曲線。將其采用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到道址與幅度之間相關(guān)系數(shù)R2=0．999 4，兩者之的關(guān)系式為：y=201．98x+13．361。這表明，本系統(tǒng)具備良好的線性。
本系統(tǒng)A／D轉(zhuǎn)換器ADS774的實際測量結(jié)果與理想轉(zhuǎn)換函數(shù)值的最大誤差為±1／2LSB，因此系統(tǒng)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(fā)生器對幅度值為4．5 V的信號行連續(xù)8 h的測量，每小時記錄一次道址，測量數(shù)據(jù)如表1所示，這表明，系統(tǒng)的峰位漂移2％，具備良好的穩(wěn)定性。
4 結(jié)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?？量痰氖录目焖賹崟r處理。此外，S3C2440處理器豐富的外設(shè)接口也使得整個設(shè)計更加便捷。測試表明：設(shè)計達(dá)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(tǒng)分辨率高、工作穩(wěn)定性好。此外，由于系統(tǒng)硬件采用了集成度高、功耗低、貼片式的元器件，因此系統(tǒng)體積小、攜帶方便、操作靈活、可以應(yīng)用于實際工作中。
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