DSP与AD转换器的接口电路设计

摘要：在以DSP为核心的数字信号处理系统中，模数转换是系统重要的组成部分。作者以德州仪器公司的TMS320C6203B与ADS5422为例，详细说明了DSP与AD转换器的接口电路设计方法。最后还介绍了DSP控制数据采集的软件流程。
关键词：DSP；AD转换器；接几电路

0 引言
在以DSP为核心的数字信号处理系统中，AD转换是系统重要的组成部分。因为往往需要进行信号分析、处理的对象是模拟量，例如语音信号、各种传感器输出的模拟信号。这些信号经过放大、滤波及A／D转换后，从模拟信号转换为数字信号，再由DSP芯片对这些数字信号按照某种算法进行处理。
德州仪器公司(TI)的TMS320C6000系列DSP是目前广泛使用的数字信号处理芯片，相应地，TI公司提供了一系列与其DSP相配套的A／D、D／A转换器。本文以TI公司的TMS320C6203B型DSP与高速ADC—ADS5422为例，详细说明了DSP与AD转换器的接口电路设计方法以及DSP控制数据采集的软件程序流程。

1 TMS320C6203B型DSP简介
TMS320C6203B片内有8个并行的处理单元，分别为相同的两组。DSP的体系结构采用甚长指令字(VLIW)结构，单指令字长为32bit，8个指令组成一个指令包，总字长为256bit。芯片内部设置了专门的指令分配模块，可以将每个256bit的指令包同时分配到8个处理单元，并由8个单元同时运行。
该型DSP的最高时钟频率为300MHz，考虑到本系统高频电路的实际情况，设置时钟频率为250MHz，由于TMS320C6203B内部采用8条指令并行处理技术，这样使得DSP内部指令周期达到2GHz，可以满足ADS5422的采样速度要求。此外，DSP内部具有4Mbit的数据空间和3Mbit的程序空间，也满足数据采集系统数据存储的需要。

2 ADS5422型模数转换器简介
ADS5422的内部结构如图1所示，ADS5422的时钟信号由CLK从外部引入，由于ADS5422的内置时钟电路，使得ADS5422对各种时钟都兼容，包括正弦波或者方波、TTL电平或者CMOS电平、单端时钟信号或者差分时钟信号。外部模拟信号从IN和IN(-)引脚输入，首先经过一个高带宽的线性跟随器(T／H)单元，确保AD具有很高的无寄生动态响应，经过跟随器后的信号到达14位的直通型AD，将模拟信号转换为数字信号，同时ADS5422内部的梯度选择单元以及模式选择单元控制信号转变的方式，数字信号经过逻辑校验单元，到达三态数据输出寄存器输出。

ADS5422的最高采样频率为62Msample／s，具有14位并行接口，最高信噪比为72dB。可以采用差分或者单端模拟信号输入方式，输入电压峰峰值从2V到4V可选。该芯片采用单5V电源供电，数字量输出可以直接和5V或者3．3V的CMOS芯片连接，并且有单独的满量程标志引脚和有效信号输出引脚。

3 模拟信号输入电路
ADS5422的最高采样频率达到62MHz，模拟信号输入可以采取单端输入方式或者差分输入方式两种。本系统采取差分输入方式，可以尽量减少信号噪声以及电磁的干扰，尤其是采用差分输入方式可以将所有的偶次谐波通过正反两个输入信号基本上互相抵消。