物联网设备设计:多个传感器的信号的同步转换——赛斯维传感器网-pg电子游戏官网官方网站

　　pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台融合几乎是不言自明的，因为它结合了来自多个传感器的数据，比通常可能的一个传感器更广的范围内提供信息。然而，有解释它和做之间有明显的区别——可靠。如果没有这些传感器读数的紧密同步，传感器融合算法很快失去精度，并有可能提供误导性的结果。

　　为了避免这种情况，有芯片，提供可以让设计人员更轻松地构建能够进行多pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台的精确测量系统更先进的多声道信号转换功能，同时保留了高可靠性传感器融合应用所需的紧同步。

　　无论是物联网（iot），独立嵌入或任何传感器处理应用程序，同时多通道数据采集可以带来精确度，动态范围和带宽显着不同的要求。例如，多pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台阵列捕捉高能量物理实验活动需要与能够在千兆赫的频率高度同步转换的专用信号通道超高速闪存转换器。与此相反，集成adc一个简单的8位mcu可能足以捕捉温度，风，和大气压力下，每隔几分钟的天气监测系统。

　　对于物联网，许多pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台融合应用很可能以呈现介于这两个极端之间的要求 - 与简化的设计，占地面积小，功耗低的附加要求。在此范围广泛，然而，物联网不过设??计师可以面临包括优化的部件或结构紧凑，高度集成的系统要求，面对特殊信号链的要求。无论实施办法的，我们的目标仍然是相同的：确保跨多个pg电子游戏官网官方网站-pg电子竞技平台可靠，同时转换。

　　专用信号链的非常高的速度的应用外，多通道的数据转换系统通常依赖于一个多路复用器供给高速模拟 - 数字转换器（adc）。对于需要紧密同步的测量的应用，然而，对于多路转换器所需的时间来切换和输入信号，以解决可为传感器融合应用期待同时传感器测量问题。

　　在仪器ads131e08s是一个新兴的，对于每个模拟输入通道提供专用的信号通道模拟前端（afe）芯片之一，提供真正的多渠道，同步采样能力。设备中的每个信道包括一个完整的信号通路，包括电磁干扰（emi滤波器，多路复用器，可编程增益放大器（pga），和24位delta-sigma（δσ）adc（图1，上图）。反过来，八chnset寄存器允许开发人员编程方式配置每个通道的经营特色，甚至供电通道向上或向下（图1，底部）。

德州仪器ads131e08s模拟前端ic示意图

　　图1：德州仪器ads131e08s模拟前端ic提供8个完整的传感器信号链（上图）; 每个通道通过自身chnset寄存器是软件配置（下）（n = 1至8），允许开发者设置的输入源（mux [2：0]）和pga增益（的gainn [2：0]），甚至供电单个通道向上或向下（pdn）。（来源：德州仪器）

　　正如前面提到的，ads131e08s一个独特的功能是它的每个通道多路复用器功能。而在一个更传统的多通道adc复用器不同的模拟输入引脚连接到adc连接时，ads131e08s的通道多路复用器提供了测试每个通道的机制。通过在chnset设置位mux [0-2]寄存器为一个信道（n），工程师可以对通道n的信号源设置为内部生成的信号，用于试验，温度和故障检测（图2）。

德州仪器ads131e08s示意图

　　图2：使用在mux [2：0]比特，设计者可配置集成在ti ads131e08s的每个信道，以支持各种用于信号测量，温度测量，校准和诊断信号??切换选择专用输入多路复用器。（来源：德州仪器内）每个信道，该多路复用器的输出传递到一个配置的pga，包括在差分配置两个运算放大器。使用chnset寄存器每个通道，用户可以设置pga增益的五种设置之一：1，2，4，8，和12。最后，每个通道的信号链采用二阶调制器对于低??优化送入了专门的δσadc -power操作。

　　简化操作

　　该装置用于进行同时多通道的传感器测量值提供硬件和软件两者的机制。设计人员可以通过设置设备的启动引脚为高电平或通过器件的串行外设接口（spi）兼容的接口发送start命令开始转换。反过来，设备的adc开始转换输入信号，把数据准备就绪指示灯drdy高。接下来drdy下降沿指示转换已完成，转换结果已经准备就绪。在一个典型的基于mcu的系统中，mcu将监测drdy并使用spi兼容接口读取数据。

　　该器件的集成丰富功能集还简化了硬件设计。随着spi兼容接口，该器件包括gpio引脚，片上振荡器，集成基准源，以及模拟比较器。因此，工程师们可以简单地与微控制器结合ti ads131e08s创建一个完整的多通道同步采样设计。

　　即使它功耗仅为2毫瓦/通道，ads131e08s支持数据转换率高达每通道64 ksamples /秒。如果需要多于八个通道，设计人员可以级联多个设备，使用相同的起始信号来启动所有的级联器件（图3）同时转换。多台设备可以使用相同的spi兼容总线; 主机处理器将使用其自己的gpio信号来单独地选择一个特定的ads131e08s设备发送的命令或接收数据。

　　转载请注明来源：赛斯维传感器网（www.sensorway.cn）