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处理器,DSP相关技术文章DSP器件ADC模数转换测量精度分析及测试方法
TMS320F2812是高精度的DSP，其运算速度快，工作时钟频率达150 MHz，指令周期可达6.67 ns以内，低功耗（核心电压1.8 V，I/O口电压3.3 V）。采用哈佛总线结构，具有强大的操作能力、迅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。两个增强的事件管理器模块（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。每个事件管理模块包括通用定时器（GP）、比较单元、捕获单元以及正交编码脉冲电路。外围设备包括3个32 bit的CPU定时器，16通道12 bit ADC（单个转换时间为200 ns，单路转换时间为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 MIPS的计算带宽，它能够满足大多数经典实时控制算法，在工业自动化、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。特别是ADC模数转换单元，受到了众多使用者的诟病，称其实测的精度甚至低于TMS320F2407的10 bit ADC模数转换精度。有人怀疑TMS320F2812核内数字地和模拟地连接设计有缺陷，但尚未得到TI公司的证实。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，与完全实用的要求尚有一定差距。本文从实际应用的角度出发，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方法
影响ADC模数转换最终结果精度的原因很多，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研究的领域，本文不作讨论。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减少输入误差、调节芯片参数减少输入和转换误差、软件滤波减少输出误差。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、使用外部RAM的影响、输出信号软件滤波的影响以及上述方法的组合等［3，4］。