基于ARM Cortex-M3的過(guò)采樣技術(shù)
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時(shí)間：2011-02-24
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4 應(yīng)用分析
轉(zhuǎn)換速率、穩(wěn)定度和分辨率是模數(shù)轉(zhuǎn)換器的衡量標(biāo)準(zhǔn)。為了能夠清楚地看到利用過(guò)采樣技術(shù)后對(duì)AD值改善的效果，采用LM3S8962芯片進(jìn)行了12位ADC過(guò)采樣實(shí)驗(yàn)。根據(jù)顯示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)量情況，給出并分析了指標(biāo)的改善情況。
對(duì)于轉(zhuǎn)換速率，使用片內(nèi)定時(shí)器進(jìn)行測(cè)量，在CPU為50 MHz時(shí)鐘頻率狀態(tài)，ADC的采樣速度為100 kHz時(shí)，采樣連續(xù)觸發(fā)模式進(jìn)行1次12位過(guò)采樣時(shí)間是52 μs，由于在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同時(shí)還要訪問(wèn)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，因此再加上64μs才是它的實(shí)際速度。
對(duì)數(shù)次采樣后獲得的值進(jìn)行數(shù)字濾波，滑動(dòng)平均后，得到較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)值，通過(guò)串口傳送過(guò)采樣后的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖3所示。1組數(shù)據(jù)有6 bit，其中前3 bit是原來(lái)的10位采樣值，后3 bit是12位過(guò)采樣值。從圖3中能夠得知，12位過(guò)采樣分辨率的值比10位采樣值的分辨率值更穩(wěn)定。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/151003.htm
為了驗(yàn)證位數(shù)越高，采樣精度越高，做了一個(gè)13位的過(guò)采樣實(shí)驗(yàn)。采樣過(guò)程中，循環(huán)8次，獲得64組AD值，并利用分段折線法校正非線性誤差，將采樣值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓值。從圖4中可以看出，過(guò)采樣后的電壓值波動(dòng)很小，效果尤為明顯。
5 結(jié)束語(yǔ)
文中從過(guò)采樣的頻譜特性出發(fā)，分析了過(guò)采樣技術(shù)的基本原理。隨后采用TI公司高性?xún)r(jià)比的Cortex-M3內(nèi)核ARM，利用過(guò)采樣技術(shù)提高了測(cè)量值的分辨率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用過(guò)采樣技術(shù)既能降低成本，又能使外圍電路得到簡(jiǎn)化，它與Cortex-M3內(nèi)核相結(jié)合后，更能提高系統(tǒng)的運(yùn)行速率、可靠性與穩(wěn)定性。這種結(jié)合方式對(duì)于檢測(cè)、監(jiān)控等領(lǐng)域起著積極作用，具有一定的推廣和實(shí)用價(jià)值。
評(píng)論