0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

使用集成模数转换器功能降低功耗的12种有效方法

星星科技指导员 来源:TI 作者:TI 2023-04-13 09:29 次阅读

在降低设计功耗的过程中,您是否充分利用了微控制器MCU)中集成模数转换器ADC)的所有功能?这篇博文将带您了解如何借助集成模数器实现更低的功耗。

在这篇博文中,我们将以MSP432P401R MCU中的ADC14(集成14位模数转换器)作为示例。低功耗应用,以及减少高占空比应用中的启动时间都是ADC14设计过程中的考量要素。然而,各个应用都有独特的特点,因此,为最大限度地降低功耗,必须谨慎选择ADC14的旋钮或可编程性。

这篇博文重点讲述MSP432™ MCU的一些关键特性,您可以通过这些特性自定义ADC14的功率和性能:

可选参考

快速启动

可选时钟

电源模式

最低电压1.62V

使用集成DC / DC驱动核心电压

自动关机

内部温度传感器,ADC采样时间减少

8、10、12或14位可选,选择最低位数可提高转换速度,节省电池电量

窗口比较器发现相关信号之前,不必进行实际处理,甚至不必使用8位模式

DMA 的模块过程

使用定时器来触发ADC转换

可选参考

可选参考允许用户选择适合其性能的最小电流。如果电源稳定,可将电源作为超低功耗参考。使用电源作为基准,意味着内部参考无需电流,而且参考没有启动时间。

快速启动

ADC14启动快速,可进一步改进高占空比应用的低功耗。ADC和时钟(MODOSC或SYSOSC)的启动时间很短。此外,在其缓冲器启动前(参见设备数据表了解具体数值),作为低功耗的内部参考首先启动。由于不需要充电时间过长的外部电容器,因此缓冲器可快速建立。这样,仅在使用的时候才需要打开缓冲器,而且外部电容器充电也需花费更长时间。

可选时钟源

考虑时钟选择时,需要考虑系统级功率预算。在某些情况下,转换更快的时钟可节约能量。工作周期应用可从具有快速启动时间的MODCLK受益。用户必须考虑增加不同时钟源的电流可将ADC的启动时间降至最低,并可节省净功率。

电源模式

电源模式(ADC14PWRMD位)按照最大采样率调整电流消耗,主要是通过在选择内部参考时调整所用的缓冲器。与SYCOSC情况一样,如果您在ADC14中使用较慢的时钟,可以考虑将低功耗模式(ADC14PWRMD = 2)作为时钟源(参见设备数据表了解具体的时钟要求)。

当使用外部参考时,ADC14PWRMD设置之间的每次转换的能量差压与未使用参考缓冲器时一样小。这种情况下,较慢的时钟降低ADC的电流消耗,但需要更长时间才能完成。

使用内部参考时,最低能耗模式取决于您的应用。应基于每个应用考虑以下因素,包括:ADC无源时启用低功耗模式的节能、采样时间、转换次数、时钟或其它地方使用的参考、时钟频率、转换次数等。对于采样时间长的应用,ADC采样时间电流小于转换电流,因此您看到的数据比数据表中的数值小。您可能需要做一些台架测试,以了解您的应用的ADC电流消耗。

使用具有最小采样时间的内部参考,并考虑MODOSC / SYSOSC的能量,单一ADC转换的低功率模式能耗最低。但是,凭借连续五次或更多的转换,转换速度开始占据主导,而带更快时钟的常规电源模式能耗最低。

全速运行过程中,当ADC14PWRMD = 2(200ksps最大值)或最小电源电压为1.8 V时,ADC14支持最佳的1.62伏最小电源电压。对于电池操作,如果可以使用低功率模式,可延长电池寿命并且仍然充分采样信号。对于稳压电源,使用低电压降压转换器可极大地提高所有电流源的效率,并降低从电源中牵引的电流。

能够使用集成DC / DC驱动核心电压

MSP432微控制器提供了一个集成DC / DC转换器,可提高包括ADC14数字逻辑的核心电源效率。对于ADC14电流的数字段,DC / DC转换器减少电流消耗。对于差分输入,当使用DC/DC转换器时,性能差异可忽略不计。对于单端输入方式,这对70分贝对73分贝典型SINAD(信噪比和失真比)具有较小影响。如欲了解详情,敬请参阅设备数据表,确保ADC14与DC / DC转换器适用于您的应用。

自动关机

ADC14具备自动关机功能,用户无需任何操作,即可降低功耗。当ADC14停止转换操作时,处理器将自动禁用,并在需要时自动重新启用。时钟源、MODOSC或SYSOSC也可自动启用,在需要时为ADC14自动提供MODCLK或SYSCLK;ADC14或装置的其余部分不需要时,也可对其禁用。ADC14 MODOSC / SYS OSC与内部参考一起启动,因此时钟自动关闭不会造成影响。

通过设置ADC14REFBURST位,并将REFON位设置为0,内部参考在样品或转换相之间不会自动断电。

内部温度传感器

内部温度传感器设计的采样时间要求比之前的MSP设备更短,以减少用于测量温度的能耗。

最后四种防范在本系列第二和第三篇博文中有更详细的介绍:

选择所需的最小位数提高完成速度,节省能源。

使用窗口比较器,在您完成匹配、提高分辨率前,不必实际处理比较转换值,甚至不用使用8位模式。

使用DMA的模块过程来减少资源的使用

使用定时器来触发ADC转换,以尽量减少所用资源

您可使用上述几种功能在您的应用中降低MSP432 MCU的ADC功耗?

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 微控制器
    +关注

    关注

    48

    文章

    7548

    浏览量

    151365
  • 处理器
    +关注

    关注

    68

    文章

    19273

    浏览量

    229720
  • 转换器
    +关注

    关注

    27

    文章

    8700

    浏览量

    147122
  • adc
    adc
    +关注

    关注

    98

    文章

    6497

    浏览量

    544518
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    借助集成模数实现更低功耗12种方法

    降低设计功耗的过程中,您是否充分利用了微控制(MCU)中集成模数转换器(ADC)的所有功能
    发表于 06-27 15:19 915次阅读
    借助<b class='flag-5'>集成</b><b class='flag-5'>模数</b><b class='flag-5'>器</b>实现更<b class='flag-5'>低功耗</b>的<b class='flag-5'>12</b><b class='flag-5'>种方法</b>

    使用集成模数转换器功能降低功耗12有效方法

    降低设计功耗的过程中,您是否充分利用了微控制(MCU)中集成模数转换器(ADC)的所有功能
    发表于 11-18 10:14

    发烧友周报:盘点一周最热、最值得阅读的新闻与威廉希尔官方网站 文章(第四期)

    /jishu_1096827_1_1.html使用集成模数转换器功能降低功耗12有效
    发表于 11-21 17:57

    MSP432 使用集成模数转换器功能降低功耗12有效方法

    降低设计功耗的过程中,您是否充分利用了微控制(MCU)中集成模数转换器(ADC)的所有功能
    发表于 04-18 20:07

    使用集成模数转换器功能实现更低的功耗

    降低设计功耗的过程中,您是否充分利用了微控制(MCU)中集成模数转换器(ADC)的所有功能
    发表于 08-30 14:43

    基于MSP432 MCU的语音识别设计概述

    的竞争中脱颖而出——第一部分如何充分利用MCU内集成式ADC的灵活性,使你的设计从激烈的竞争中脱颖而出——第二部分使用集成模数转换器功能降低功耗1
    发表于 07-30 04:45

    基于反相的音频应用低功耗Sigma_Delta模数转换器

    基于反相的音频应用低功耗Sigma_Delta模数转换器_柯强
    发表于 01-07 20:32 0次下载

    低功耗高精度模数转换器的设计.pdf

    低功耗高精度模数转换器的设计.pdf
    发表于 01-17 19:54 18次下载

    集成模数转换器(ADC)降低 MCU 功耗12方法

    降低设计功耗的过程中,您是否充分利用了微控制(MCU)中集成模数转换器(ADC)的所有功能
    发表于 04-26 14:03 3361次阅读
    <b class='flag-5'>集成</b><b class='flag-5'>模数转换器</b>(ADC)<b class='flag-5'>降低</b> MCU <b class='flag-5'>功耗</b>的 <b class='flag-5'>12</b> 种<b class='flag-5'>方法</b>

    如何降低模数转换器的性能

    开关电源(DC-DC转换器)真的会降低模数转换器的性能吗?
    的头像 发表于 12-12 14:17 4132次阅读

    MCU中使用集成ADC功能降低功耗12有效方法资料下载

    电子发烧友网为你提供MCU中使用集成ADC功能降低功耗12有效方法资料下载的电子资料下载,更
    发表于 04-15 08:51 19次下载
    MCU中使用<b class='flag-5'>集成</b>ADC<b class='flag-5'>功能降低功耗</b>的<b class='flag-5'>12</b><b class='flag-5'>种</b><b class='flag-5'>有效</b><b class='flag-5'>方法</b>资料下载

    ADS1018低功耗12位无噪声模数转换器(ADC)数据表

    电子发烧友网站提供《ADS1018低功耗12位无噪声模数转换器(ADC)数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 07-15 09:39 1次下载
    ADS1018<b class='flag-5'>低功耗</b><b class='flag-5'>12</b>位无噪声<b class='flag-5'>模数转换器</b>(ADC)数据表

    THS12082低功耗12位、8 MSPS模数转换器(ADC)数据表

    电子发烧友网站提供《THS12082低功耗12位、8 MSPS模数转换器(ADC)数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 07-16 09:48 0次下载
    THS12082<b class='flag-5'>低功耗</b>、<b class='flag-5'>12</b>位、8 MSPS<b class='flag-5'>模数转换器</b>(ADC)数据表

    ADS7812低功耗12位采样模数转换器数据表

    电子发烧友网站提供《ADS7812低功耗12位采样模数转换器数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 07-19 10:58 0次下载
    ADS7812<b class='flag-5'>低功耗</b>、<b class='flag-5'>12</b>位采样<b class='flag-5'>模数转换器</b>数据表

    ADC12DL065低功耗、单芯片CMOS模数转换器数据表

    电子发烧友网站提供《ADC12DL065低功耗、单芯片CMOS模数转换器数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 07-22 10:43 0次下载
    ADC<b class='flag-5'>12</b>DL065<b class='flag-5'>低功耗</b>、单芯片CMOS<b class='flag-5'>模数转换器</b>数据表