引 言

　 采用∑一△A/D有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一是∑一△A/D轉(zhuǎn)換器的前端無(wú)需設(shè)置大陡度的抗混疊模擬濾波器，也無(wú)需設(shè)置采樣保持電路；其次，由于∑一△A/D可直接對(duì)大動(dòng)態(tài)范圍的模擬信號(hào)進(jìn)行高精度的轉(zhuǎn)換，無(wú)需加上程控放大器；最后，由于∑一△A/D一般都采用串行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)脑?，接口電路將?huì)非常簡(jiǎn)潔。

　　CS5321和CS5322分別是∑一△調(diào)制器和可編程多級(jí)FIR線性相位數(shù)字抽取濾波器。二者結(jié)合，可得到24位高精度A/D轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，它們的接口電路如圖1所示。CS5321的工作頻帶為O～1500 Hz，可輸出兩種不同速率的過抽樣1位∑一△位流。CS5322是為CS5321設(shè)計(jì)的專用數(shù)字抽取濾波器，它是一個(gè)抽樣率可變的3級(jí)抽取數(shù)字濾波器，通過對(duì)它的DECC、DECB、DECA三個(gè)控制位編程可以得到4 kHz、2 kHz、1 kHz、500 Hz、250 Hz、125 Hz、62.5 Hz 七種不同的輸出抽取率，輸出的字長(zhǎng)為24位，并且在串行口讀工作方式下以位流的形式從CS5322的SOD引腳輸出。

　　根據(jù)CS5321和CS5322的這些特點(diǎn)，在選擇系統(tǒng)的中央處理及控制單元的時(shí)候，最好選擇字長(zhǎng)為32位的帶有串行口的DSP或其他的微處理器。

　1 系統(tǒng)的總體接口

　基于以上介紹及整個(gè)系統(tǒng)采用串行傳輸?shù)目紤]，采集系統(tǒng)的總體接口框圖如圖2所示。

　 由圖1可見，多通道模擬信號(hào)先經(jīng)過前置放大器送到各自的∑一△A/D轉(zhuǎn)換器，得到的多通道數(shù)字信號(hào)在多路控制電路的作用下，通過串行口傳輸?shù)街醒胩幚砜刂茊卧?jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗罂梢运腿氪鎯?chǔ)器中存儲(chǔ)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于多通道的串行口接口設(shè)計(jì)，下面予以介紹。

　 2 多通道串行接口的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)

　　由前面介紹可知，CS5322輸出為24位串行比特流，只需要加入少量的多路控制邏輯，就能夠?qū)崿F(xiàn)多通道的A/D轉(zhuǎn)換器與DSP的直接連接，幾乎不需要加入其他的任何接口邏輯電路。下面從分析∑一△A/D轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)序開始，詳細(xì)介紹該采集系統(tǒng)的原理及具體實(shí)現(xiàn)。

　　2.1 ∑一△A/D轉(zhuǎn)換器的串口讀操作時(shí)序

　　由CS5321/CS5322組成的∑一△A/D轉(zhuǎn)換器的串行口讀操作時(shí)序如圖3所示。

　 當(dāng)CS5321/CS5322的輸入時(shí)鐘(CLKIN)為1 MHz時(shí)，調(diào)制器(CS5321)輸出速率為256 Kb/s的串行抽樣比特流。通過對(duì)CS5322的抽取率控制位(DECC、DECB、DECA)的不同賦值，可以產(chǎn)生7種不同的輸出字率(即采樣頻率)，字長(zhǎng)為24位。CS5322的初始化可以通過軟件編程，也可以通過硬件直接置位完成。具體采用哪種方法，可以根據(jù)系統(tǒng)的需要來選擇。