德州儀器AMC1204的應用指南
加入技術(shù)交流群
2 調制器輸出濾波的設計
AMC1204 輸出1 比特位寬由0 和1 組成的數據流，數據流中1 的密度與模擬輸入電壓成正比。當輸入電壓為250mV 時(shí)，輸出1 的比例為89.0625%；當輸入電壓為-250mV 時(shí)，輸出1 的比例為10.9375%；當輸入電壓為0mV 時(shí)，輸出1 的比例為50%。當輸入電壓從-250mV 到+250mV 之間，AMC1204 的轉換性能可以得到保障。為了得到真實(shí)的輸出數據信息，一般需要在輸出后端進(jìn)行數字濾波處理，實(shí)際應用中可以采用以下兩種濾波器對輸出數據進(jìn)行處理。
2.1 移動(dòng)平均濾波器
移動(dòng)平均濾波器比較簡(jiǎn)單，它是取輸入信號的最近的一些值，進(jìn)行算術(shù)平均，相當于一個(gè)低通濾波器，濾除高頻分量，保留低頻分量。在時(shí)鐘clk 的上升沿，對AMC1204 輸出的高脈沖進(jìn)行計數，計算M 個(gè)clk 的上升沿時(shí)，對應的高電平脈沖個(gè)數N。則，對應的轉換結果為（640*N/M-320）mV。平均的項數越多，即M 越大，則得到變化越緩慢的輸出信號，但得到的精度也越高。
圖5 AMC1204 輸出數據波形
需要注意的是，在實(shí)際應用中，這種方法必須平均盡可能多的輸入信號才能獲得比較高的精度。移動(dòng)平均濾波器實(shí)現比較簡(jiǎn)單，不需要單獨增加DSP 或FPGA 即可實(shí)現。但是，移動(dòng)平均濾波器的頻域效果較差，滾降較慢，因此，在檢測低頻信號及對精度要求不高的應用中，可以考慮使用這種方法。但是，對于精度要求比較高的應用中，需要考慮使用性能更好的濾波器，如Sinc 濾波器?！ ?.2 Sinc 濾波器
Sinc濾波器具有良好的頻域特性，較低的成本和功耗，延時(shí)較低，因此，廣泛用作Delta-Sigma DAC 的濾波器。Sinc 濾波器可通過(guò)專(zhuān)門(mén)的濾波器芯片或者通過(guò)FPGA 或DSP 算法來(lái)實(shí)現。
AMC1210 是一個(gè)4 通道的數字濾波器，芯片輸出接口可設置為SPI 接口或者并行接口方式，方便與CPU 進(jìn)行數據通信。數字濾波器可設置為Sincfast，
，
或者
方式。實(shí)際應用時(shí)，由于
濾波器具有更好的低通特性，建議將AMC1210 配置為濾波器，過(guò)采樣率（OSR）設為256以獲得最優(yōu)的轉換結果。
圖6 AMC1204 與AMC1210 的連接
此外，也可以通過(guò)FPGA 或DSP 來(lái)實(shí)現Sinc 濾波器算法。濾波器的基本架構如圖7 所示。
圖7 調制器與抽取濾波器的基本架構
以下是用VHDL 語(yǔ)言實(shí)現SINC3 濾波器的一段示例程序。其中，CNR=MCLK/M，M 為抽取率（即過(guò)采樣率OSR）。
圖8數字濾波器架構
圖8 的示例代碼：
library IEEE;
use IEEE.std_logic_1164.all;
use IEEE.std_logic_unsigned.all;
entity FLT is
port（RESN， MOUT， MCLK， CNR ： in std_logic;
CN5 ： out std_logic_vector（23 downto 0））;
end FLT;
architecture RTL of FLT is
signal Z1 ： std_logic_vector（23 downto 0）;
signal Z2 ： std_logic_vector（23 downto 0）;
signal Z3 ： std_logic_vector（23 downto 0）;
signal Z4 ： std_logic_vector（23 downto 0）;
signal Z5 ： std_logic_vector（23 downto 0）;
signal Z6 ： std_logic_vector（23 downto 0）;
signal Z7 ： std_logic_vector（23 downto 0）;
begin
process（MCLK， RESN）
begin
if RESN = ‘0’ then
Z1 《= （others =》 ‘0’）;
Z2 《= （others =》 ‘0’）;
評論