AD7923芯片的使用心得

电路

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  近来，在制作脉冲信号参数测量仪的过程中，用到了ADI公司的芯片。该制作脉冲信号参数测量仪的要测量的参数有：测量脉冲信号的幅值、频率、周期、占空比、上升和下降时间等参数。它的基本功能如下：（1）脉冲信号幅值范围为：0.2VP～5VP，测量精度≤±2%；
（2）脉冲信号频率范围为：1Hz～100KHz；频率测量精度≤±0.1%，周期测量精度≤±0.1%；
（3）占空比测量范围为：10％～90％，测量误差≤10％；
（4）比较电平设置范围：0.2V～5V，步进小于0.2V；
（5）上升时间和下降时间测量范围为1us～1ms，测量误差≤1us；

   根据所要测量的参数和要求，确定的基本方案思路是这样的：（1）对脉冲信号通过峰值检波，得出信号的峰值输出；（2）采样AD芯片对峰值检波出来的电压采集，得出峰值电压；（3）在得出峰值电压后，用DA芯片输出10%和90%和50%的峰值电压；（4）用双路比较器，让脉冲信号分别与它的10%和90%峰值比较，经过门电路取出上升沿和下降沿的的时间，作为计数器的闸门时间，通过计数的个数求出上升沿和下降沿的的时间；（5）同样，让脉冲信号分别与它的50%峰值比较，得出的矩形波，它的高电平期间和将此矩形波二分频后的高电平比值就是所要求的占空比，二分频后的高电平作为计数器的使能计数，也可以得出脉冲信号的周期和频率了。

   在此方案中，AD芯片选用了AD7923，从方案中也可以看出，AD采样出来的电压值直接影响到整个系统的测量精度，若AD采样出来电压值不对，会导致上升沿和下降沿时间、真空比、幅值都不对，所以AD电路显得非常的重要。在此就介绍AD7923部分的情况吧。

   AD7923是一款12位的四路模数转换的高速AD，可提供200ksps的处理速率。其串行接口的时序从资料中得到，如下图：

      从官方文档得知，通过配置寄存器CONTROL REGISTER来设定输入电压的范围，另外，还有一个CONTROL REGISTER寄存器，当第一位设置为高电平时，AD7923的四路输入电压范围为0~2.5V，当第一位设置为被设置为低电平时，AD7923的四路CONTROL REGISTER输入电压范围为0~5V。

   时序图中的WRITE是决定是否将数据写入CONTROL REGISTER寄存器中，ADD1和ADD0则是四路输入的选择，CODING是控制输出数据的类型选择，DONTC是无关位。理解各个寄存器的设置是编写AD7923驱动程序的关键，读懂官方文档，掌握时序和寄存器设置，就能很好控制这款AD了。开始的时候，制作时间比较紧，觉得这款芯片的设置有些复杂，但是用起来后，发现芯片性能很好，可以应用的场合也随设置的增多而增广。

   下面是我制作的AD7923的原理图：

在设计该AD电路时，参考电压的稳定和电源供电电压的稳定都非常重要，会直接影响到测量的精度，所以设计的时候加了去耦电容。本人的设计制作经验还不是成熟，都是在需要使用的时候探索，还请各位读者见谅啊！

在这次的AD使用中，AD7923的测量结果还是很精准的，在测量2.45V的实际电压时，得到的显示结果是2.44V；在测量实际电压为4.96V时，显示的为4.95V。当然，由于参考电压和电路的各种问题，不可能做到百分之百的精确。在该测量系统中，发现系统的采样时钟质量，输入信号频率等，对结果都是有影响的，至于怎么能达到更好的效果，就要看各位如何设计了。

杨林 · 2018-11-9 09:48:26

很好，谢谢分享！

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