問：我現(xiàn)在需要安裝節(jié)省空間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,，認(rèn)為串行式轉(zhuǎn)換器比較適合。為了選擇 和使用這種轉(zhuǎn)換器,，請(qǐng)問我需要了解些什么?

答：首先我們看一下串行接口的工作原理,，然后再將它與并行接口相比較，從而可以消 除對(duì)串行接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的神秘感,。

圖101示出了一種8通道多路轉(zhuǎn)換12位串行式模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) AD7890與一種帶串行接 口的 數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) ADSP2105接線圖,。圖中還示出了使用DSP與ADC通信的時(shí)序圖。通過 一根線以串行數(shù)據(jù)流的形式傳輸12位轉(zhuǎn)換結(jié)果,。串行數(shù)據(jù)流還包括3位地址，用來(lái)表示AD789 0當(dāng)前被選中的多路轉(zhuǎn)換器中的輸入通道,。為了區(qū)分不同組的數(shù)據(jù)串行位流,，必須提供時(shí)鐘 信 號(hào)(SCLK)，通常由DSP提供,。有時(shí)ADC作為輸出信號(hào)提供這種時(shí)鐘信號(hào),。DSP通常(但不總是) 提供一個(gè)附加的成幀脈沖，它要么在通信開始第一個(gè)周期有效,，要么在通信期間(例如TFS/R FS)有效,。

圖101 串行式ADC與DSP之間的接線圖

在這個(gè)實(shí)例中，利用DSP的串行端口來(lái)設(shè)置ADC內(nèi)部5位寄存器,。這個(gè)寄存器的位控功能包 括：選擇通道,、設(shè)定ADC處于電源休眠方式和起動(dòng)轉(zhuǎn)換,。顯然，這種情況下串行接口必 須雙向工作,。

從另一方面來(lái)說(shuō),，并行式ADC的數(shù)據(jù)總線直接(或可能通過緩沖器)與帶接口的處理器的 數(shù) 據(jù)總線相連。圖102示出了并行式ADC AD7892與ADSP2101的接線圖,。當(dāng)AD7892完成一次 轉(zhuǎn)換后,，中斷該

圖102 并行式ADC AD7892與ADSP2001接線圖

DSP，DSP響應(yīng)后,，按照ADC的譯碼內(nèi)存地址讀一次數(shù)據(jù),。串行式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與并行式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器之間的重要差別在于需要的連接線數(shù)。從節(jié)省 空間的角度來(lái)看,， 串行式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器有明顯的優(yōu)點(diǎn),。因?yàn)樗鼫p少了器件的引腳數(shù)目，從而有可能做成8腳DIP或 SO封裝的12位串行式ADC或DAC,。更重要的是它節(jié)省了印制線路板的空間,， 因?yàn)榇薪涌谥恍柽B接幾根線條。

問：我的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)必須離中心處理器及其它處理器距離很遠(yuǎn),。我最 好采用何種方法?

答：首先你必須確定是使用串行式DAC還是并行式DAC,。當(dāng)使用并行式DAC時(shí)，你應(yīng)該確 定每個(gè)DAC進(jìn)入存儲(chǔ)器I/O端口的地址,，如圖10.3所示,。然后你應(yīng)該對(duì)每個(gè)DAC編程，將寫命 令直 接寫入適當(dāng)?shù)腎/O口地址,。但這種結(jié)構(gòu)具有明顯的缺點(diǎn),。它不但需要并行數(shù)據(jù)總線，而且到 所有遠(yuǎn)處的端口都需要一些控制信號(hào)線,。然而串行接口只需要為數(shù)不多的兩條

圖103 多個(gè)并行式DAC接線圖

線,，顯然它比并行接口經(jīng)濟(jì)得多。 一般說(shuō)來(lái),，雖然串行式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器不能對(duì)處理器的存儲(chǔ)器尋址,，但是可以把許多串行DA C接到處理器的串行端口上，然后利用處理器的其它端口產(chǎn)生片選信號(hào)來(lái)逐一地啟動(dòng)每個(gè)DAC ,。片選信號(hào)雖然僅需要一條線就能將每個(gè)DAC都接到串行接口上,，但是接到處理器上傳輸 片選信號(hào)線的數(shù)目可能受到限制。

解決這個(gè)問題的一種方法是采用菊花鏈(daisychained)式結(jié)構(gòu),，將所用的串行式DAC 都連在一起,。圖10.4示 出了如何將多個(gè)DAC連接到一個(gè)I/O端口上。每個(gè)DAC都有一個(gè)串行數(shù)據(jù)輸出(SDO)腳,，將第一 個(gè)DAC(即DAC0)的SDO腳接到本菊花鏈中的下一個(gè)DAC(即DAC1)的串行數(shù)據(jù)輸入(SDI)腳,。LDAC 和 SCLK以并行方式被送到本菊花鏈中的所有DAC,。因?yàn)樵跁r(shí)鐘作用下送入SDI的數(shù)據(jù)最終都要到 達(dá)SDO(N個(gè)時(shí)鐘周期之后)，所以一個(gè)I/O端口能夠?qū)ぶ范鄠€(gè)DAC,。但是這個(gè)I/O端口必須輸 出很長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流(每個(gè)DAC占的N位乘以本菊花鏈中DAC的數(shù)目),。這種結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是不需 要對(duì)尋址的DAC進(jìn)行譯碼。所有的DAC在相同的I/O端口上都有效,。菊花鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn) 是可達(dá)性(accessibility)或等待時(shí)間長(zhǎng),。即使要改變某一個(gè)DAC的狀態(tài)，處理器也必須從該 I/O端口輸出全部數(shù)據(jù)流,。

圖104 多個(gè)串行式DAC菊花鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)

問：既然串行式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器節(jié)省許多空間和線路,，那么為什么不在每個(gè)要求節(jié)省空間的 應(yīng)用場(chǎng)合都使用它們呢?

答：串行式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的主要缺點(diǎn)是為了節(jié)省空間從而降低了速度。例如,，對(duì)并行DAC 編程,，只用一個(gè)寫脈沖便可以把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘作用下送入DAC。然而,，如果要把 數(shù)據(jù)寫入串行DAC,，那么DAC的位數(shù)必須等于相繼的時(shí)鐘脈沖數(shù)(N位DAC需要N個(gè)時(shí)鐘脈沖)， 每個(gè)時(shí)鐘脈沖后還要跟隨一個(gè)裝入脈沖,。所以這種處理器的I/O端口與串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器通信 要花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間,。因此吞吐率高于500 ksps 的串行式DAC平常是少見的。

問：我的8位處理器沒有串行接口,，有什么辦法可以把一個(gè)12位串行 式ADC(例如AD7993)接到該8位處理器總線上?

答：當(dāng)然我可以使用外部移位寄存器,，將數(shù)據(jù)用串行(和異步)方式裝入移位寄存器，然 后在時(shí)鐘作用下進(jìn)入處理器的并行端口,。但是,，如果這個(gè)問題的著眼點(diǎn)是“沒有外部邏輯” ，那么可以把這個(gè)串行式ADC看作1位并行式ADC來(lái)連接,。將該ADC的SDATA腳接到該處理器 數(shù)據(jù)總線的一條數(shù)據(jù)線上,，這里接到數(shù)據(jù)線D0。如圖10.5所示,。使用某種譯碼邏輯電路 ,， 能使 該ADC的口地址看作是該處理器的一個(gè)存儲(chǔ)器地址，以便用12個(gè)逐次讀命令讀取ADC的轉(zhuǎn)換結(jié) 果,。然后用附加的軟件命令把12個(gè)字節(jié)的LSB組合起來(lái)，拼成一個(gè)12位的并行字,。

圖105 沒有串行口的8位處理器與串行式ADC的接口

上面介紹的方法有時(shí)稱作“位拆裂”(bit banging),。從軟件的觀點(diǎn)來(lái)看，這種方法是很 不經(jīng)濟(jì)的,，但是當(dāng)處理器的運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ADC的轉(zhuǎn)換速度時(shí),，這種方法可以采用,。

問：在前面的例子中，利用了處理器的寫信號(hào)門控方式來(lái) 起動(dòng)AD7893轉(zhuǎn)換,。請(qǐng)問這種方法是否有問題?

答：我很高興你看出這一點(diǎn),。在這個(gè)例子中，每轉(zhuǎn)換一次都要對(duì)AD7893的尋址存儲(chǔ)器發(fā) 出一個(gè)空操作的寫命令,。雖然沒有數(shù)據(jù)交換,，但是處理器仍然提供開始轉(zhuǎn)換所需要的寫脈沖 。從硬件的觀點(diǎn)來(lái)看,，這種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,，因?yàn)樗槐卦佼a(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)。

但是,，對(duì)信號(hào)必須進(jìn)行周期性采樣的交流數(shù)據(jù)采集應(yīng)用場(chǎng)合,，不推薦這種方法。即使程 控處理器,，對(duì)ADC發(fā)出周期性寫命令,，寫脈沖的相位抖動(dòng)將會(huì)嚴(yán)重降低實(shí)際得到的信噪比。 經(jīng)過門控之后寫脈沖會(huì)抖動(dòng)得更壞,。例如,，假設(shè)采樣時(shí)鐘相拉抖動(dòng)僅僅1 ns，對(duì)一個(gè)理想的 100kHz正弦波來(lái)說(shuō),，其信噪比會(huì)降到大約600dB(低于10有效位分辨率),。另外一個(gè)缺點(diǎn)是， 過沖和采樣信號(hào)噪聲都會(huì)進(jìn)一步降低模數(shù)轉(zhuǎn)換的完整性,。

問：我應(yīng)該在什么時(shí)候選擇具有異步串行接口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器?

答：異步通信方式允許設(shè)備之間交換信息,，不必借助于時(shí)鐘。為了使用相同的數(shù)據(jù)格式 ,，必須對(duì)設(shè)備初始化,，其中包括設(shè)置一種傳輸速率(通常用波特率表示，或位數(shù)每秒),。還應(yīng) 該規(guī)定轉(zhuǎn)換結(jié)果如何開始傳送和結(jié)束傳送,。我們使用容易識(shí)別的帶有起始位和停止位的數(shù)據(jù) 序列來(lái)傳送數(shù)據(jù)。傳送過程還包括奇偶校驗(yàn)位,，用來(lái)檢測(cè)設(shè)備出錯(cuò),。

圖106示出了AD1B60數(shù)字化信號(hào)調(diào)節(jié)器與PC機(jī)異步通信端口之間的接線圖。這是一種3 線雙向接口(為了簡(jiǎn)明,，地線省去未畫),。應(yīng)該注意發(fā)送線與接收線在線路的另一端位置交換 。

圖106 AD1B60與PC機(jī)之間的異步通信接口

異步通信線路對(duì)僅限于設(shè)備分散式通信應(yīng)用場(chǎng)合是很有用的。因?yàn)樵诿看蝹魉椭卸及?括起始位和停止位,，所以設(shè)備在任何時(shí)間只要輸出其數(shù)據(jù)就可以開始通信,。另外設(shè)備之間 的接線數(shù)目也減少了，因?yàn)闀r(shí)鐘和控制信號(hào)線都不需要了,。

問：有一種ADC產(chǎn)品說(shuō)明在串行接口中推薦使用非連續(xù)時(shí)鐘,，為什么?

答：這種技術(shù)要求可能是指ADC在轉(zhuǎn)換過程期間要求其時(shí)鐘信號(hào)無(wú)效。有的ADC有這種要 求,，因?yàn)檫B續(xù)的時(shí)鐘信號(hào)能夠饋送到ADC的模擬部分,，反過來(lái)會(huì)影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。如果I/O端 口有一個(gè)幀脈沖,，那么連續(xù)的時(shí)鐘信號(hào)在轉(zhuǎn)換期間可能變成不連續(xù),。這個(gè)幀脈沖用作門控信 號(hào)，只有在數(shù)據(jù)傳遞時(shí)才允許將串行時(shí)鐘送到ADC,。

問：如何使設(shè)備與SPI或MICROWIRE接口標(biāo)準(zhǔn)兼容?

答：SPI(串行外圍接口)與MICROWIRE分別是美國(guó)摩托羅拉公司和國(guó)家半導(dǎo)體公司研制的 串行接口標(biāo)準(zhǔn),。大多數(shù)同步串行式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器都很容易與這兩種接口連接，但是在有些情況 下可能需要附加連接邏輯(glue logic),。

問：好,，我放棄偏見，在我的當(dāng)前設(shè)計(jì)中決定使用串行ADC,。我按照產(chǎn)品說(shuō)明的技術(shù)要求 剛剛把線路接好,。當(dāng)用MICROWIRE標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，ADC的輸出好像總是FFF HEX (不論 模擬輸入電壓如何變化),，這是怎么回事?

答：這或許是通信問題,。首先我們需要檢查ADC與處理器之間的連接問題，即定時(shí)和控制 信號(hào)線是否接好,。我們還需要檢查一下處理器的中斷結(jié)構(gòu),。與時(shí)序有關(guān)的可能誤差有許多。你要想檢查這個(gè)問題,，首先將所有的時(shí)序信號(hào)要么接到邏輯分析儀上,，要么接到多通道示波 器 上(至少需要3個(gè)通道才能同時(shí)檢測(cè)全部時(shí)序信號(hào))。你在儀器的熒光屏上應(yīng)該觀察到類似圖1 0.7所示的時(shí)序圖,。首先保證從微處理器或從獨(dú)立的信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令CONVST) ,。常見的錯(cuò)誤是所施加的CONVST信號(hào)極性不對(duì)。雖然也能啟動(dòng)轉(zhuǎn)換,，但不是按照你期望的時(shí) 序轉(zhuǎn) 換 ,。另外應(yīng)該記住的是，通常要求CONVST信號(hào)有一個(gè)最小的脈沖寬度(典型值約為50ns),。一般 來(lái)自快速微處理器的寫脈沖或讀脈沖寬度都不能滿足這個(gè)要求,。如果脈沖寬度太窄,，可用軟 件方法插入等待周期來(lái)增大脈沖寬度,。

圖107 串行ADC時(shí)序圖

其次應(yīng)該保證在讀周期開始之前微處理器一直在等待模數(shù)轉(zhuǎn)換完成,。為了使微處理器產(chǎn) 生中斷信號(hào)，你的應(yīng)用軟件應(yīng)該知道完成A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間,，或等待ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束(EOC) 發(fā)出的指示信號(hào),。還要保證EOC信號(hào)極性正確，以免ADC在轉(zhuǎn)換進(jìn)程中會(huì)產(chǎn)生中斷,。如果微處 理器對(duì)中斷不響應(yīng),，你應(yīng)該檢查軟件中斷的設(shè)置。

另外,，如果轉(zhuǎn)換器尋址不對(duì),，檢查一下串行時(shí)鐘序列(SCLK)的狀態(tài)也是很有必要的。正 如 前面的討論所述,，有些DAC和ADC在連續(xù)時(shí)鐘作用下,，工作不正常。除此以外,，還有些DAC和A DC要求SCLK在某一指定狀態(tài)總得有一個(gè)閑音(idles),。

問：我現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了我的軟件中的問題和一些解決方法，使問題有所改善,。當(dāng)改變輸 入電壓時(shí),，ADC輸出的數(shù)據(jù)也發(fā)生變化，但是轉(zhuǎn)換結(jié)果好像不可識(shí)別,，這是怎么回事?

答：可能產(chǎn)生的誤差源仍然很多,。ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果或者直接用二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式表示，或者 用2的補(bǔ)碼形式表示(BCD碼用得不太多),。為了使微處理器接受合適的數(shù)據(jù)格式,，應(yīng)該檢查它 的配置。如果微處理器的配置不能直接接受2的補(bǔ)碼,，你應(yīng)該將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與100…00二進(jìn)制數(shù) 進(jìn)行異或操作,，將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

通常利用串行時(shí)鐘的前沿(上升或下降沿)選通ADC的數(shù)據(jù)輸出并且進(jìn)入數(shù)據(jù)總線,。然后 利用時(shí)鐘的后沿使數(shù)據(jù)進(jìn)入微處理器,。應(yīng)該保證微處理器與ADC在同一轉(zhuǎn)換條件下正常工作 ，保證所有準(zhǔn)備時(shí)間和保持時(shí)間都滿足要求,。如果串行ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果恰好是期望值的一半 或二 倍時(shí),，這是一個(gè)告警信號(hào)，它說(shuō)明這個(gè)數(shù)字結(jié)果(尤其是MSB)是由于受錯(cuò)誤的時(shí)鐘邊沿作用 ,。同樣一個(gè)問題,，對(duì)于串行DAC則表現(xiàn)為其輸出電壓恰好為期望值的一半或二倍。

驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)應(yīng)該干凈。過沖或欠沖除對(duì)器件可能引起長(zhǎng)期損壞以外,，還能產(chǎn) 生轉(zhuǎn)換誤差和通信誤差,。圖108示出了用來(lái)驅(qū)動(dòng)單電源轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘輸入 具 有很大過沖的尖脈沖信號(hào)。在這種情況下,，時(shí)鐘輸入驅(qū)動(dòng)PNP晶體管的基極,。按照慣例，將 器件的P型襯底內(nèi)部連接到最負(fù)的電位,，這里為地,。在SCLK線上大于地電位以下03V的幅度 完 全能使N型晶體管的基極和P型襯底之間的寄生二極管開始導(dǎo)通。如果經(jīng)常出現(xiàn)這種情況,，而 且作用時(shí)間很長(zhǎng),，可能會(huì)導(dǎo)致器件損壞。

圖108 過沖或欠沖波形及其損壞器件的機(jī)理

如果作用時(shí)間很短,，雖然不會(huì)損壞器件,，但是會(huì)增強(qiáng)器件中通常不起作用的襯底對(duì)其它 晶體管的影響，從而導(dǎo)致將每個(gè)作用脈沖檢測(cè)為多個(gè)時(shí)鐘脈沖,。這種脈沖抖動(dòng)對(duì)串行式轉(zhuǎn)換 器影響很厲害,，而對(duì)并行式轉(zhuǎn)換器則差一些。因?yàn)樽x周期和寫周期通常都取決于所施加的 第一 個(gè)脈沖,，而后邊的脈沖無(wú)關(guān)緊要,。但是，如果在轉(zhuǎn)換期間出現(xiàn)這種干擾信號(hào),，無(wú)論是串行還 是并行式轉(zhuǎn)換器都要受到噪聲的影響,。

圖109示出了如何很容易地減小過沖。在出現(xiàn)問

圖109 用來(lái)減小過沖的低通濾波器

題的數(shù)字輸入信號(hào)線上串聯(lián)一個(gè)小電阻,。這個(gè)電阻與數(shù)字輸入端的寄生電容 C par 結(jié)合起來(lái)可構(gòu)成一個(gè)低通濾波器,，從而可 以消除接受信號(hào)的任何振蕩。一般推薦使用50Ω的電阻,，但是做一些實(shí)驗(yàn)可能是必要的,。如 果數(shù)字輸入端的內(nèi)部電容不夠大，還可在這個(gè)輸入端加一個(gè)外接電容,。這時(shí)實(shí)驗(yàn)是必要的,， 但開始最好選10pF左右的電容。

問：你已經(jīng)談到時(shí)鐘信號(hào)過沖會(huì)使轉(zhuǎn)換器的噪聲惡化,。從接口技術(shù)的角度來(lái)看,，是否有 其它方法來(lái)改善其信噪比?

答：因?yàn)槟愕南到y(tǒng)在混合信號(hào)(模擬與數(shù)字)環(huán)境下工作，所以接地方法至關(guān)重要,。你可 能知道,，因?yàn)閿?shù)字電路是一種噪聲源,，所以模擬地與數(shù)字地應(yīng)該分開，只在一點(diǎn)會(huì)合,。這種 接地方法通常只用在電源上,。實(shí)際上，如果模擬器件和數(shù)字器件共用一個(gè)電源,，例如+5V或+ 33V單電源系統(tǒng),，只有連接模擬地與數(shù)字地才能在電源返回，別無(wú)選擇,。具體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器 的 產(chǎn)品說(shuō)明可能指導(dǎo)你對(duì)器件的AGND腳和DGND腳如何連接。如果在兩點(diǎn)接地,，那么應(yīng)該如何避 免產(chǎn)生接地環(huán)路呢?

圖1010示出了解決這種困境的方法,。關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的引腳中標(biāo)記的AGND和DGND 腳 都是相對(duì)轉(zhuǎn)換器的部件而言的，用來(lái)與其它引腳連接,。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器作為一個(gè)整體,，應(yīng)該按模 擬器件來(lái)處 理。所以將AGND和DGND腳連接到一起后,，應(yīng)該用一根線接到系統(tǒng)的模擬地,。如果真的這樣做 ，會(huì)使轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電流流入模擬接地平面,，但這樣要比通常把轉(zhuǎn)換器的DGND腳接到噪聲數(shù) 字接地平面帶來(lái)的危害要小,。這個(gè)例子還示出了一個(gè)接數(shù)字地的數(shù)字緩沖器，用來(lái)使轉(zhuǎn)換 器的串行數(shù)據(jù)引腳與有噪聲的串行數(shù)據(jù)總線相隔離,。如果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的引腳與微處理器的引 腳直接相連,，那么可以不用這種緩沖器。

圖1010還示出了如何處理混合信號(hào)系統(tǒng)單電源

供電這樣一個(gè)越來(lái)越引人關(guān)注的普遍性問題,。正如接

圖1010 模擬地與數(shù)字地的接線方法
地一樣,，我們將電路中的模擬部分與數(shù)字部分的電源線(最好是電源平面)分開。我們將 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電源按模擬電源處理,。但是有時(shí)候?qū)⒛M電源引腳與數(shù)字電源引腳用一種 電感的方式隔離起來(lái)是很必要的,。請(qǐng)注意，轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)電源引腳都應(yīng)分別接去耦電容器,。 具 體產(chǎn)品說(shuō)明將推薦選用合適的電容器,，但好的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則是01μF。如果空間允許,，每個(gè)器 件都應(yīng)接一個(gè)10μF電容器,。

問：我想在ADC與微處理器之間用光隔離器設(shè)計(jì)一個(gè)串行接口。當(dāng)我使用這些器件時(shí),，應(yīng) 該知道些什么?

答：為了構(gòu)造一個(gè)簡(jiǎn)單而又經(jīng)濟(jì)的高壓隔離器可以使用光隔離器(又稱光耦合器),。在數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換器與微處理器之間電流隔離作用的經(jīng)驗(yàn)還表明模擬系統(tǒng)的地與數(shù)字系統(tǒng)的地不必再連 接起來(lái),。正如圖10.11所示，精密ADC AD7714 與通用的微控制68HC11之間的

隔離串行接口只用3個(gè)光隔離器便可實(shí)現(xiàn),。

圖1011 ADC與微處理器之間的隔離串行接口

設(shè)計(jì)者應(yīng)該知道,，光隔離器的上升時(shí)間和下降時(shí)間非常慢。它與CMOS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器一起使 用會(huì)出現(xiàn)問題,，即使在串行通信時(shí)以低速運(yùn)行也是如此,。CMOS邏輯輸入端設(shè)計(jì)成用規(guī)定的邏輯“0”或邏輯“1”來(lái)驅(qū)動(dòng)。在這種狀態(tài)下,，輸入端 提供和吸收很少量的電流,。然而，當(dāng)輸入電壓處于邏輯“0”與邏輯 “1”之間的變遷狀態(tài)時(shí)(08V到20 V)邏輯門消耗的電流數(shù)量將要增加,。如果所用的光隔離器的上升時(shí)間和下降時(shí)間相當(dāng)慢,，那 么絕大部分時(shí)間都浪費(fèi)在“死區(qū)”，從而產(chǎn)生邏輯門的自熱,。這種自熱導(dǎo)致邏輯 門的閾值電壓向上漂移,，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器將一個(gè)時(shí)鐘脈沖看作多個(gè)時(shí)鐘脈沖。為 了防止這種閾值抖動(dòng),，應(yīng)該使用施密特觸發(fā)器來(lái)緩沖來(lái)自光隔離器的信號(hào)線,，以便將快速、 陡沿的時(shí)鐘信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,。