高集成、低成本需求驱动信号链设计
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业界分析人士都一致认为,便携性、“绿色”节能以及在终端设备中集成更多的传感器是系统发展趋势。这些趋势推动了对于模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)的高通道数、高速度和高性能的需求,同时也要求更低的功耗预算、更小的尺寸和更低的成本。
数据转换器厂商们正在通过制造更多集成了其它电路组件的数据转换器来满足这些需求。许多微控制器内核的周围集中了大量的外围器件,但是一些性能需求正推动某些专用模拟前端或其它模拟“配套”芯片的发展,这些芯片与一块单独的处理器协同工作。
例如,德州仪器(TI)最近推出的ADS1298就是一款针对心电图(ECG) 系统的完整前端器件。它将8个具有可编程增益放大器的24位ADC和大量辅助电路一起集成在单个BGA或TQFP封装中。由于数据转换器成为单封装集成系统的组成部分,它们往往会趋向于更加针对特定的应用;ADS1298的产品说明书提及了许多特定的功能和术语,而ECG设备行业以外的一些制造厂商可能并不熟悉这些东西。这是否就意味着您只能将ADS1298用于ECG应用呢?
若我们想要研究这些集成器件,并了解它们如何让您的系统受益,只需对其进行分解并看它们如何实现所谓的信号链即可,如图1所示。
图 1所示的模块图能够代表对某个信号进行处理的所有系统。如果它是一个测量或者数据采集系统,则信号链开始于传感器,通过信号调节电路处理,进入ADCr,然后以处理器作为结束。如果它是一个控制系统,或者一个音频处理系统,又或是一个软件无线电设备,那么可能会有一些必须转回模拟信号的处理器输出;具体请见该模块图的右手侧二分之一处。
信号链模块示意图。
不管您想要设计的是哪一种系统,都会有一种较好的途径来选定用于实现信号链的一些组件。一般而言,处理器是首选需要选定的组件。处理器的选定通常是基于对该器件(贵公司已经在以前的一些设计中使用过的器件)的熟悉程度,或者针对其具有的特定外围器件和功能来选择。因此,您可以从图1的中心位置开始,然后向外循序渐进。
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