2014年3月20日 星期四

光學信號擷取系統,成品,硬體說明

系統前端使用Chopper Stabilized 放大器 又稱 Auto-Zero 放大器,是用在高準確度光二極體的信號處理場合。由於光二極體通常使用在電流模式,因此前端放大會被設計成反相放大形式。此時opamp的輸入偏移就顯得很重要,因此auto zero放大器就是利用內部高速斬波方式,不時的在根據當下輸入情形,產生補償電壓迴授到輸入,使得輸入偏移電壓接近零。一旦輸入偏移接近理想狀態,這樣在放大光訊號時,就不會因為前端放大器的非理想特性,造成個體誤差。因為傳統opamp的輸入偏移電壓,不只初始變動範圍大,還會隨著溫度、時間而產生漂移。

其次採用高速、無輸入緩衝的sigma-delta形式的ADC。因為signa-delta原始形式必須輸入差動信號,因此前端放大的單端輸出必須經過轉換成差動輸出才能為ADC所用。另外ADC採用高速SPI介面輸出,並且可以串連使用。ADC轉換過程無須軟體設定,採用外部接腳硬體設定。上電後,除了初始化自動補償以及同步信號外,ADC本身可以自動不斷地產生輸出(105k SPS)。

 CPU端使用SPI介面接收ADC。由於ADC是自動發送資料,因此CPU端使用中斷GPIO輸入接收ADC端的「資料備妥」信號 ,每次資料備妥中斷發生,系統即刻啟動SPI DMA機制,將串連三組ADC的SPI資料接收進來。搭配內部記憶體指標的動態指定緩衝區,即可做到全速(105k SPS)組合連續單次轉換而成的『頁接收』機制。

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