串行及并行A/D轉換器在高速數據采集中的采樣差別性分析

摘要：串行和并行接口模式是A/D轉換器諸多分類中的一種，但卻是應用中器件選擇的一個重要指標。在同樣的轉換分辨率及轉換速度的前提下，不同的接口方式不但影響了電路結構，更重要的是將在高速數據采集的過程中對采樣周期產生較大影響。本文通過12位串行ADC ADS7822和并行ADC ADS774與AT89C51的接口電路，給出二者采樣時間的差異性。
關鍵詞：A/D轉換；采樣；轉換時間；串行接口；并行接口

1 引言
A/D轉換器是一種數據采集中常用的模擬-數字信號轉換元件，按轉換原理可以分為逐次逼近型、雙積分型等；按接口方式可分為串行和并行接口類型；按分辨率又可分為8、12、14、16、18等多種類型。轉換時間是A/D轉換應用中一項重要的性能指標，在高速數據采樣中更是十分的重要，但在同樣的轉換時間指標前提下，使用串行或是并行A/D轉換器實現數據采樣，轉換時間上的差異往往被忽略。以下以美國TI公司的ADS7822和ADS774為例，通過二者與 AT89C51單片機的接口電路，分析在一次轉換過程中轉換時間上的差異。

2 ADS744的接口電路和轉換時間
2.1 ADS774及與單片機的接口
ADS774是12位逐次逼近型并行A/D轉換器，它具有轉換精度高、轉換速度快(最高8.5 μs)等特點，但接口電路較為繁瑣。圖1為ADS774與AT89C51的典型接口電路。
圖1中，ADS774采用0V～10 V單極性信號輸入模式，9引腳接地，轉換結果被設置為8位方式，12位轉換結果分兩次輸出并受4引腳(Ao)控制，Ao=“0”時，20～27引腳輸出 12位轉換結果的高8位，Ao=“l”時，輸出12位轉換結果的低4位。啟動轉換及讀取轉換結果由3、4、5、6腳控制，28引腳(STS)為轉換結束標志，轉換進行過程中，28引腳為高電平，轉換結束時，28引腳變為低電平。圖2為ADS774啟動轉換和讀取轉換結果的工作時序。結合圖l的接口電路和圖 2的工作時序可知，轉換工作過程如下：