基于ADS8482与TMS320F28335的信号采集系统

　　惯性测量装置中，加速度计信号的精确检测直接影响到惯性装置的精度，因此提高测量加速度信号精度尤为重要。目前加速度计信号的检测主要采用I/F变换检测技术，测量精度高。但电路复杂，不适合惯性测量装置的小型化，以及中低精度惯性器件的大批量生产。因此，这里提出一种基于A/D转换器ADS8482和TMS320F28335的加速度计信号采集系统设计方案。

　　1 系统组成及主要器件介绍

　　图l该信号采集系统的硬件组成框图。采样信号经前级调理电路，以单端输入方式输入至A/D转换器ADS8482进行采集。ADS8482采用18位数据总线输出，直接与TMS320F28335数据线相连，电路的控制部分与引脚电平兼容，是由EPM7128型CPLD实现。采集到的数据通过DSP片上串口输出。

　　ADS8482型逐次比较A/D转换器输出数据总线方式可配置成8，16和18位。内部提供采样时钟，其采样吞吐率为l MS/s。内部提供4.096 V的参考电压，模拟信号输入，全输入差分范围为±4.096 V。TMS320F28335型单精度浮点DSP主频可达150 MHz，内核电压1.9 V，I/O电压3.3 V;片上带有256 KB的16位Flash和34 KB的16位SARAM，并有128位安全密码钥匙/锁，保护Flash防止固件反向工程。片上通讯端口丰富，集成有3个SCI串口输出通道，并带有16字节的FIFO，2个多通道McBSP串口，2个增强型CAN，1个SPI总线。还带有16通道的12位A/D转换器等资源。

　　2 系统硬件设计

　　2.1 前级调理电路

　　本系统是针对加速度计信号采集而设计的。由于加速度计传感器一般输出的电流信号非常微弱，ADS8482是电压形式的A/D转换器，因此前级电路需设计一个电流转换电压电路。采用运放检测电流有2种方法：一是利用电流在电阻上的压降，再进行电压放大，但该方法所引入的电阻将破坏电路原来的状态，造成测量误差;二是运放的失调电压也被运放放大带入到后级电路。因此这里采用输入电流直接接入运放的反相输入的求和点。如图2所示。

　　该电路的误差主要来自于运放的输入偏置电流，并和输入电流Iin相叠加引入后级电路。每一级模拟前端电路都会对已处理的信号增加噪声和失真，则直接影响到A/D转换器的精度，因此前级电路的运放选用低噪声，低偏置电压和低偏置电流的OP200配置设计。

　　2.2 ADS8482与TMS320F28335接口及外围电路

　　由于加速度计电流信号带有极性，采用ADS8482采集正负信号需要配置设计输入的模拟电压信号。由于ADS8482的+IN和-IN引脚接收的输入电压为0～4.096 V，不能输入负电压，因此选用REF3020参考电压器件，其输出的2.048 V输入至-IN引脚，此参考电压也为TMS320F28335片上A/D转换器提供参考电压基准。具体电路如图3所示，电容C38用于滤除高频噪音，以提高信噪比，ADRFIN为2.048 V。模拟信号输入与数字量输出的关系是：引脚+IN和-IN的电压差在-Vref～+Vref范围内，对应的数字量在-131 073～13l 072。