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PSoCコンポーネント解説 ADコンバータ編

yusufu 2020年07月03日に作成

PSoCとは

一言でいうと「パソコン内でリアルにはんだ付けできるIC」です。パソコンの画面上で設計した回路がそのままICの中に作りこまれて動作します。
IC内にはオペアンプやコンパレータ、ADコンバータなどのアナログコンポーネントが内蔵されており、回路を設計するだけで、内部で結線されIC内で動き出します。まさに自分だけのアナログICです。

コンポーネント解説シリーズ

PSoCを使い始めたが、コンポーネントのデータシートが英語で読むのが面倒だったので、こんなサイトがあったらいいなで始めたコンポーネント解説シリーズです。

コンポーネントについて

アナログ信号をデジタル変換するコンポーネントです。CPUを使わずにコンバートできるので高速です。

  • 分解能が8、10、12bitで可変
  • 最大サンプリングレート1[Ms/s]
  • シングルエンド、差動どちらでも使用可
  • 入力電圧範囲の設定が可能
  • カウント数の平均化が可能
  • 外部からトリガをかけることが可能

Configure

General

  • Timing
    サンプリングレートを設定できます

  • Clock source
    サンプリングレートをTimingで設定するか、外付けの外部信号を用いるかを選択できます。

  • Sample mode
    常に動作する(Free running)かトリガをかける(Hardware trigger)を選択できます。

  • Input range
    Vrefとsingle ended negative inputの組み合わせで入力電圧範囲を設定できます.
    Vrefは参照電圧を意味しており、いづれかを選択するとVref valueに電圧値が表示されます。
    single ended negative inputはシングルエンドモードの0ボルトをどこからとるかを意味します。
    入力電圧範囲を2048等分(12bitの場合)してカウントするので、適切に入力電圧範囲を設定することで解像度を上げることができます。

シングルエンドモード

single ended negative input 入力電圧範囲 [V]
Vss 0-Vref
Vref 0-2×Vref
External Vneg-Vref(本来は差動モード用)

差動モード

single ended negative input 入力電圧範囲 [V] (2端子間)
Vss 0-Vref
Vref 0-2×Vref
External Vneg±Vref

注意:ICに接続されるアナログ入力の電圧は0Vから電源電圧の範囲で使用してください。PSoCは言ってもICなので電源電圧以上の入力電圧を処理できません。

  • Result data format
    出力の様式を決めることができます。
    差動モードの出力はsignedかunsignedかを選択できます。
    シングルエンドモードの場合はsignedで固定です。
    justificationではカウント数が左詰めか右詰かを選択できます。特殊なことをしない限りは右詰でいいと思います。
    Sample averagedはカウント数の平均処理をいくつのデータで行うかを設定できます。これを有効にする場合はChannelタブのAVGにチェックを入れてください。
    Alternate resolutionは12bitで使用しない場合にbit数を指定できます。これを有効にする場合はChannelタブのResolutionをALTに設定してください。

Channels

  • Sequenced cahnnels
    チャンネル数を選択できます。

  • Enable
    チャンネルを使用するかどうかを選択できます。

  • Mode
    シングルエンドモードで使用するか差動モードで使用するかを選択できます。

使用上の注意

  • ICに接続されるアナログ入力の電圧は0Vから電源電圧の範囲で使用してください。PSoCは言ってもICなので電源電圧以上の入力電圧を処理できません。
  • ADコンバータの入力インピーダンスは小さくなっているので、電圧を見るために使用する場合は前段にオペアンプなどのバッファ回路を入れる必要があります。

書いてないところは僕もよくわかっていません。

実際に動かしてみる

yusufu さんが 2020/07/03 に 編集 をしました。 (メッセージ: 初版)
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