TMS320F2812芯片ADC模数转换精度的分析

1、tms320f2812芯片adc模数转换精度的分析tms320f2812是高精度的，其运算速度快，工作时钟频率达150 mhz，命令周期可达6.67 ns以内，低功耗(核心1.8 v，i/o口电压3.3 v)。采纳哈佛结构，具有强大的操作能力、快速的中断响应和处理能力以及统一的寄存器编程模式。并且在片上集成了flash存储器，可实现外部存储器的扩展。外部扩展模块(pie)可支持96个外部中断，45个可用。两个增加的大事管理器模块(eva、evb)，提供了一整套用于运动控制和电机控制的功能和特性。每个大事管理模块包括通用定时器(gp)、比较单元、捕捉单元以及正交编码脉冲。外围设备包括3个32 b

2、it的cpu定时器，16通道12 bit (单个转换时光为200 ns，单路转换时光为60 ns)，它不仅具有串行外围接口(spi)和两个串行通信接口(sci)，还有改进的局域网络(ecan)、多通道缓冲串行接口(mcbsp)和串行外围接口模式。28x核提供了高达400 的计算带宽，它能够满足大多数经典实时控制算法，在工业、光传输网络和自动控制等领域拥有应用前景。但是，在获得其较高工作时钟频率150 mhz、低功耗的i/o口3.3 v电压的同时，对其在电磁兼容和adc模数转换单元等实际应用提出了更高的要求。特殊是adc模数转换单元，受到了众多用法者的诟病，称其实测的精度甚至低于tms320f2

3、407的10 bit adc模数转换精度。有人疑惑tms320f2812核内数字地和模拟地衔接设计有缺陷，但尚未得到ti公司的证明。ti公司发布了spra989的adc校准文档，仅修正了模数转换的增益和偏移，与彻低有用的要求尚有一定差距。本文从实际应用的角度动身，考虑其外围设计因素，提高adc模数转换精度。1 adc模数转换精度分析以及测试办法影响adc模数转换终于结果精度的缘由无数，诸如芯片内部模数转换、模数转换的增益和偏移引起的误差，这些都是生产厂商控制和讨论的领域，本文不作研究。本文只考虑用户可以修改和控制的范畴，如修改外围硬件设计削减输入误差、调整芯片参数削减输入和转换误差、软件滤波削

4、减输出误差。围绕这3个环节可细化分解为：硬件rc滤波输入信号的影响、供电电源滤波的影响、芯片工作时钟频率的影响、芯片的adc转换窗口大小的影响、用法外部ram的影响、输出信号软件滤波的影响以及上述办法的组合等3，4。用法dh1718d2双路跟踪稳压稳流电源提供测试的输入电压信号，通过tds2014数字存储测量输入电压信号，用含tms320f2812的最小系统板imez2812v3.4板举行模数转换，最后通过seedxdspp器，在计算机仿真软件上监测并记录输出电压信号。将上述设备按以下步骤举行衔接测试：(1)将计算机和seedxdspp仿真器通过并口衔接。(2)将seedxdspp仿真器和im

5、ez2812v3.4板通过jtag口衔接。(3)将dh1718d2双路跟踪稳压稳流电源电压调至03 v，并衔接至imez2812v3.4板的jp4口的r_adcina6脚和dsp_vssa(adclo)脚。(4)用tds2014数字存储示波器测试输入电压信号，并用计算机仿真软件观测仿真测试结果曲线。(5)分离增强输入信号硬件滤波、电源滤波和软件信号滤波及转变相关adc寄存器值，并重复以上步骤测试。先用法恒定电压输入信号比较不同设定计划的效果，然后对选定计划举行全量程校核。2 adc模数转换精度测试过程及状态描述取基准状态为：测试直连输入信号，外部ram，pll=0x0a，hspclk=1，ad

6、cclkps=2，cps=1，acqps=0。其余状态未加解释的均为基准状态变幻状态。分离举行adc模数转换精度测试。2.1 恒定电压模数转换测试比较图1恒定电压模数转换测试比较的12幅图对应测试状态及结果如表1。2.2 全量程电压模数转换校验通过以上测试恒定电压模数转换测试比较，综合考虑转换精度和转换时光，采纳以下计划：硬件滤波输入信号，软件信号滤波10x10，电源滤波100 u，内部ram，pll=0x0a，hspclk=1，adcclkps=2，cps=1，acqps=0。在上述状态，adc全量程转换测试结果如表2。通过图2可以看出，上述计划不仅在恒定电压2 v时可以提高adc转换精度，在tms320f2812的adc全量程范围内，均可以获得较好的转换精度。通过以上adc模数转换测试结果，可以得出以下结论：(1)在外部ram中运行程序adc转换误差较大。(2)降低芯片主频可以提高adc转换精度。(3)增大采样窗口可以提高adc转换精度，但转换时光相应延伸。(4)电源滤波可以提高adc转换精度。(5)输入信号硬件rc滤波可以大幅度提高adc转换精度。(6)软件滤