MSP430F2XX中文手册_17.16_位Σ-Δ模数转换器

MSP430F2系列单片机中的SD16_A 16位Σ-Δ模数转换器（ADC）是一个具有高阻抗输入缓冲的模数转换器模块，适用于超低功耗应用。本模块特点包括16位分辨率的Σ-Δ结构、高达8个复用的差分信号输入、软件可选的内部参考电压发生器、软件可选的内部或外部参考电压、内置温度传感器、高阻抗输入缓冲以及软件可选的低功耗转换模式。 Σ-Δ模数转换器的工作原理是基于二阶过采样的Σ-Δ调节器和数字抽取滤波器。该滤波器为梳状滤波器，其过采样率可配置至最高1024。在不需要转换时，SD16_A会自动关闭以降低功耗，而在转换开始时自动启动。对于参考电压，内置的1.2V参考电压可以通过软件启动，通过外接电容来抑制噪声。此外，内置参考电压还可以脱离芯片以便外部使用。 SD16_A的操作包括对ADC内核的软件配置、模拟输入范围和可编程增益放大器（PGA）的设置。模拟输入范围取决于通道的PGA增益和参考电压，其最大范围可通过公式VFSR = VREF / (2 * GAINPGA)计算得出。内置的参考电压发生器可以通过软件控制，并可通过外部电容来提高稳定性。通道选择功能允许SD16_A模块将8个复用差分输入中的任意一个转换至PGA，最多有5个物理输入通道，并且可以支持内置温度传感器的读取。 SD16_A的寄存器包括SD16INCTL0和SD16AE，用于配置模拟输入，选择输入通道、PGA增益以及是否启用模拟输入引脚。在进行转换时，对SD16INCHx和SD16GAINx位的任何修改将在下一个数字滤波器采样周期生效。由于数字滤波器有延迟，对这些位的修改将在接下来的3次转换中产生无效结果。 SD16_A的低功耗特性还包括自动关闭电源功能，可以在不进行转换时自动关闭模块，从而节省能源。当模块或参考电压被禁止时，电流消耗会进一步减少。此外，SD16_A模块的转换过程是基于1位、2阶的sigma-delta调节器，调节器中的位比较器以调节器频率fM量化输入信号，1位数据流由数字滤波器平均分配，得到最终转换结果。 总而言之，SD16_A模块通过其高分辨率、差分输入、内置参考电压、温度传感器以及可编程特性，为设计者提供了在超低功耗环境下实现精确模拟信号处理的能力。通过软件对寄存器的配置和对模块工作模式的控制，可以使SD16_A更好地满足特定应用的需求。设计人员在使用时应仔细参考官方芯片手册，以确保正确操作和充分发挥SD16_A模块的功能。