2 AD转换电路 - 一种智能无线信号变送器设计方案

2 AD转换电路

① AD转换芯片选择

分析需求可，模拟电路要求精度至少达到0.2%，根据前面的分析，这就要求输入调理电路和AD转换电路的精度至少要达到0.1%，而为了保证转换精度，A/D芯片的分辨力最好要达到 0.01%，也即至少要14位(214=16384)。由于是设计实验样机，在选用A/D芯片的时候最主要是考虑了设计成本、设计时间和实验室资源有效利用等方面。由于实验室有现成的以前申请的样片16位的MAX1162，其性能完全能满足本系统的要求，因此暂时在样机信号采集系统中采用了该芯片。

MAX1162是一款低功耗、16位模数转换器(ADC)，采用逐次逼近型ADC结构，具有自动关断、1.1μs快速唤醒和兼容于SPI/QSPI/MICROWIRE的高速接口。MAX1162工作于+5V单模拟电源，并且具有独立的数字电源引脚，允许芯片直接和+2.7～+5.25V的数字逻辑接口。

在最大采样速度200ks/s下，MAX1162仅吸取2.5mA电流。在200ks/s(最大值)采样速度下，功耗仅12.5mW(AVDD=DVDD=+5V)。AutoShutdown能在10ks/s速率下将电源电流减小至130μA，在更低的采样速度下可以减小至10μA以下。

MAX1162的内部结构框图见图4.

MAX1162内部结构图

图4 MAX1162内部结构图

② 相关电路设计

从跟随器出来的模拟信号可能夹杂着噪声信号，会对转换精度产生影响，因此，在MAX1162前加入滤波电路，尽量减少输入噪声的影响。同时，为了减少对其他电路的影响，增加了0.1μF的去耦电容。电路原理图见图5.

A/D电路原理图

图5 A/D电路原理图

3 GPRS MODEM接口电路

CMS91 GPRS MODEM是一块以CMS91GPRS模块为核心搭配必要外围电路制成的GPRS MODEM.CMS91模块是一种双频段GSM/GPRS10级模块，既支持GSM的短信功能，也支持GPRS数据传输功能。MODEM提供了标准RS232接口，使用了6根串行通信信号线：TXD、RXD、DTR、CTS、RTS和GND.其通信波特率范围为2400～115 200b/s.

LPC2136提供了一组完整的9芯(包括地)MODEM信号，我们可以使用其中对应的6根来与MODEM通信，但由于是3.3V电平逻辑，要与MODEM的RS-232接口连接还需要电平转换。虽然在本系统中我们所用MODEM使用6根MODEM信号线，但为了兼容其他各型号的串行MODEM，提高本系统的兼容性和升级能力，设计中将LPC2136提供的完整MODEM信号全部进行电平转换，通过跳线设置选择实际应用需要使用的信号线。

用MAX3243进行3.3V和RS-232电平转换。MAX3243是MAXIM 公司推出的232电平转换芯片，其内部含有独立电荷泵，可以从3.0～5.5V的电源电压产生2Vcc的RS-232电平，使得其只需外接4个0.1μF的电容和一路 3.3V工作电源即可正常工作，大大简化了电路设计。其具有5个接收器和3个驱动器，符合标准MODEM信号方向的配置，适合MODEM连接。其电路原理图如图6.

MODEM接口电路原理图