Параметры АЦП в MSP430F5528, Как грамотно задать значения регистров ADC12CTL0 и ADC12CTL1. Опции

[JohnKorsh]

Добрый день! Не поможет ли кто разобраться с параметрами АЦП. Хотелось бы писать не "как в примере", а понять сущность. В регистре ADC12CTL0 задаётся время Sample and Hold. В регистре ADC12CTL1 задаётся частота, поступающая на блок АЦП с возможностью её деления. В описании на блок АЦП указано, что максимальная скорость преобразования 200 000 отсчётов в секунду. Что определяет время Sample and Hold? Если предельная скорость преобразования 200 КГц, то как она связана с частотой, которую я подаю на блок АЦП? Может кто читал соответствующую Application Note - не поделитесь ли ссылкой?

[Василий123]

Нужно читать:
www.ti.com/lit/ug/slau208o/slau208o.pdf
страница 739,
раздел "28.2.5.3 Sample Timing Considerations",
рисунок "Figure 28-6. Analog Input Equivalent Circuit".

Время Sample and Hold - это время, в течение которого напряжение с внешнего вывода АЦП (вывод микроконтроллера) подается на внутренний конденсатор Ci через внутренний же ключ мультиплексора. Ключ на рисунке не показан, но показано его сопротивление Ri с максимальным значением 1,8кОм.

Процесс преобразования состоит из двух этапов (Figure 28-5. Pulse Sample Mode на той же странице, выше):
1. Выборка (Sampling), с момента времени "Start Sampling" до момента "Stop Sampling".
Длится, пока сигнал SAMPCON = 1. На самом деле, немного меньше, т.к. сначала теряется время на синхронизацию tsync. Реальная длительность выборки - это время tsample. В это время вход АЦП как раз представляет из себя то, что изображено на Figure 28-6. По окончании этого времени конденсатор Ci отключается от внешнего вывода, и начинается этап 2.
2. Преобразование напряжения на конденсаторе Ci в код АЦП, с момента времени "Start Conversion" до момента "Conversion Complete".
То есть преобразуется не напряжение, присутствующее на выводе, а напряжение на внутреннем конденсаторе Ci.

Получается, что сначала нужно зарядить конденсатор Ci до напряжения, равного входному. На самом деле достаточно зарядить до напряжения, отличающегося от входного не более, чем на половину шага квантования (one-half LSB). А поскольку этот конденсатор заряжается через резисторы, то это требует времени. Это время как раз и называется временем выборки tsample, и задается битами ADC12SHT0x в регистре ADC12CTL0.

Необходимое время заряда можно рассчитать, если известно сопротивление источника сигнала Rs, сопротивление внтуреннего ключа Ri, и емкость Ci. Именно этот расчет и выполняется по формуле в разделе 28.2.5.3 Sample Timing Considerations. Там еще есть какие-то 800нс, но раз разработчики микросхемы это время добавили, значит оно необходимо - просто нам не сообщили всех подробностей внутренней схемотехники. Разумеется, число циклов ADC12CLK, в течение которых будет длиться выборка, нужно выбрать таким, чтобы tsample было больше рассчитанного значения.