A/D差分輸入信號(hào)
細(xì)心的同學(xué)在閱讀PCF8591手冊(cè)的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)控制字的第4位和第5位是用于控制PCF8591的模擬輸入引腳是單端輸入還是差分輸入。差分輸入是模擬電路常用的一個(gè)技巧，這里我們簡(jiǎn)單介紹一些相關(guān)內(nèi)容。
從嚴(yán)格意義上來(lái)講，所有的信號(hào)都是差分信號(hào)，因?yàn)樗械碾妷褐荒苁窍鄬?duì)于另外一個(gè)電壓而言。但是大多數(shù)系統(tǒng)，我們都是把系統(tǒng)的GND作為基準(zhǔn)點(diǎn)。而對(duì)于A/D來(lái)說(shuō)的差分輸入，通常情況下是除了GND以外，另外兩路幅度相同，極性相反的差分輸入信號(hào)，其實(shí)理解起來(lái)很簡(jiǎn)單，就如同我們的蹺蹺板一樣。如圖1所示。
圖1 差分輸入原理
差分輸入的話，就不是單個(gè)輸入，而是由2個(gè)輸入端構(gòu)成的一組差分輸入。我們的PCF8591一共是4個(gè)模擬輸入端，可以配置成4種模式，最典型的是4個(gè)輸入端構(gòu)造成的兩路差分模式，如圖2所示。
圖2 PCF8591差分輸入模式
當(dāng)控制字的第4位和第5位都是1的時(shí)候，那么4路模擬被配置成2路差分模式輸入channel 0和channel 1。我們以channel 0為例，其中AIN0是正向輸入端，AIN1是反向輸入端，他們之間的信號(hào)輸入是幅度相同，極性相反的信號(hào)，通過(guò)減法器后，得到的是兩個(gè)輸入通道的差值，如圖3所示。
圖3 差分輸入信號(hào)
通常情況下，差分輸入的中線是基準(zhǔn)電壓的一半，我們的基準(zhǔn)電壓是2.5V，假如1.25V作為中線，V+是AIN0的輸入波形，V-是AIN1的輸入波形，Signal Value就是經(jīng)過(guò)減法器后的波形。很多A/D都采用差分的方式輸入，因?yàn)椴罘州斎敕绞奖葐味溯斎雭?lái)說(shuō)，有很強(qiáng)的抗干擾能力。
1、單端輸入信號(hào)時(shí)，如果一線上發(fā)生干擾變化，比如幅度增大5mv，GND不變，測(cè)到的數(shù)據(jù)會(huì)有偏差；而差分信號(hào)輸入時(shí)，當(dāng)外界存在干擾信號(hào)時(shí)，幾乎同時(shí)被耦合到兩條線上，幅度增大5mv會(huì)同時(shí)增大5mv，而接收端關(guān)心的只是兩個(gè)信號(hào)的差值，所以外界的這種共模噪聲可以被完全抵消掉。
2、由于兩根信號(hào)的極性相反，他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消，有效的抑制釋放到外界的電磁能量。
在我們的KST-51開(kāi)發(fā)板上，我們沒(méi)有做差分信號(hào)輸入的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，由于這個(gè)內(nèi)容在A/D部分比較重要，所以大家還是要學(xué)習(xí)一下的。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-08
