基于ARM Cortex-M3的過采樣技術(shù)
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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采樣技術(shù)后對AD值改善的效果，采用LM3S8962芯片進(jìn)行了12位ADC過采樣實驗。根據(jù)顯示的實驗數(shù)據(jù)和測量情況，給出并分析了指標(biāo)的改善情況。
對于轉(zhuǎn)換速率，使用片內(nèi)定時器進(jìn)行測量，在CPU為50 MHz時鐘頻率狀態(tài)，ADC的采樣速度為100 kHz時，采樣連續(xù)觸發(fā)模式進(jìn)行1次12位過采樣時間是52 μs，由于在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的同時還要訪問數(shù)據(jù)緩存區(qū)，因此再加上64μs才是它的實際速度。
對數(shù)次采樣后獲得的值進(jìn)行數(shù)字濾波，滑動平均后，得到較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)值，通過串口傳送過采樣后的數(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是原來的10位采樣值，后3 bit是12位過采樣值。從圖3中能夠得知，12位過采樣分辨率的值比10位采樣值的分辨率值更穩(wěn)定。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/151003.htm
為了驗證位數(shù)越高，采樣精度越高，做了一個13位的過采樣實驗。采樣過程中，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，過采樣后的電壓值波動很小，效果尤為明顯。
5 結(jié)束語
文中從過采樣的頻譜特性出發(fā)，分析了過采樣技術(shù)的基本原理。隨后采用TI公司高性價比的Cortex-M3內(nèi)核ARM，利用過采樣技術(shù)提高了測量值的分辨率。實驗結(jié)果表明，利用過采樣技術(shù)既能降低成本，又能使外圍電路得到簡化，它與Cortex-M3內(nèi)核相結(jié)合后，更能提高系統(tǒng)的運行速率、可靠性與穩(wěn)定性。這種結(jié)合方式對于檢測、監(jiān)控等領(lǐng)域起著積極作用，具有一定的推廣和實用價值。
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