Component - Delta Sigma ADC (ADC_DelSig) V2.20 -Datasheet(Japanese).pdf

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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
2.20
特長
 分解能選択可能、8~20 ビット (デバイスに依存)
 どの分解能でも 11 種類 の入力電圧レンジ
 サンプリング速度 10sps~384ksps
 動作モード
 シングル サンプル
 マルチ サンプル
 連続モード
 マルチ サンプル (ターボ)

高入力インピーダンス入力バッファ
 選択可能な入力バッファゲイン (1, 2, 4, 8) または入力バッファバイパス



複数の内部または外部リファレンス電圧オプション
自動パワーコンフィギュレーション
最大4種類の実行時の ADC コンフィギュレーション設定
概要説明
ΔΣ型 A/D コンバータ (ADC_DelSig) は、高精度な計測アプリケーションに向けた低電源で、低ノイズのフロ
ントエンドを提供します。分解能、サンプリング速度、および動作モードに応じた、幅広いアプリケーションに使用
することができます。16 ビットの音声を作り出すことができます。通信処理向けの高速かつ低分解能の ADC や、
歪みゲージ、サーモカップル、高精度センサーなどのセンサー向けの高精度な 20 ビットの低変換速度の ADC
なども生成できます。音声情報を処理する場合、ADC_DelSig は連続動作モードで使用されます。複数のセ
ンサーのスキャンに使用される場合、ADC_DelSig はマルチサンプルモードの 1 つで使用されます。シングルポイ
ント高分解能測定に使用される場合は、ADC_DelSig はシングルサンプルモードで使用されます。
デルタシグマ変換器はオーバーサンプリングを使って量子化ノイズをより広い周波数スペクトルに拡散します。この
ノイズはそのほとんどが入力信号の帯域幅の外に動くように形成されます。目的とする入力信号帯域の外側の
ノイズを除去するために、内部のローパスフィルターが使用されます。これにより、デルタシグマ変換器は、高速な
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Revised May 25, 2012
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中分解能 (8~16 ビット) のアプリケーション、および低速高分解能 (16~20 ビット) のアプリケーション両方で上
手く利用できます。サンプリング速度は、モードおよび分解能に応じて、毎秒 10~384000 サンプルの間で調整
可能です。変換モードの選択は、音声のようなストリーミング信号、または多重信号ソース間の多重化へのイン
ターフェース接続を簡単にします。
ADC_DelSig は、入力増幅器、3次のデルタシグマ変調器、およびデシメータの 3 つのブロックから構成されて
います。 ( 図 1 をご覧ください)。入力増幅器は、高インピーダンス入力およびユーザーが選択可能な入力ゲイン
を提供します。デシメータブロックは、4 ステージの CIC デシメーションフィルターおよび後処理ユニットを備えていま
す。CIC フィルターはモジュレーターから直接得られるデータで動作します。後処理ユニットは、CIC デシメーション
フィルターからの入力に対して任意でゲイン、オフセット、および簡単なフィルター機能を実行します。
図 1. ADC_DelSig ブロック図
Delta Sigma Modulator
+
Input
Decimator
Result
Input
Buffer
DAC
入出力接続
ADC_DelSig コンポーネントへの入力および出力接続は、概略図中ではコンポーネント記号の上のピンとして
表示されています。I/O リストのアスタリスク (*) は、I/O が、その I/O の説明でリストされている条件において、シ
ンボル上で隠されている可能性があることを示します。
nVref – 入力 *
nVref はオプションのピンです。Enable_Vref_Vssa チェックボックスを選択した場合、表示されます。これを使
って ADC の r リファレンス Vssa をアナログ グローバル (AGL[6]) に接続することができます。
Enable_Vref_Vssa チェックボックスを選択しない場合、このピンは記号上に表示されません。詳細は、パラメ
ーターEnable_Vref_Vssa の説明を参照してください。
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+入力 – アナログ
ADC_DelSig への正のアナログ信号入力。正の入力信号は、シングルエンドモードおよび差動入力モードのど
ちらの場合でも表示されます。ADC 変換器出力は、正入力と負入力の電圧の差を表す値を返します。
-入力 – アナログ*
ADC_DelSig への負のアナログ信号入力。負の入力ピンは、ADC Input Mode が Differential に設定され
ている場合にだけ、コンポーネントに表示されます。ADC Input Mode が Single に設定されている場合、選
択した入力範囲に応じて、負の入力が Vssa または Vref のどちらかに接続されます。
soc – 入力 *
Start of Conversion (soc) 入力の立ち上がりエッジが検知されると、 ハードウェアで起動する ADC 変換を開
始します。このピンの立ち上がりエッジは ADC_StartConvert() 関数の呼び出しと同じ効果があります。この入
力は、ユーザーが 外部ピンによる変換開始をイネーブルにする Hardware SOC パラメーターを選択した場合に
表示されます。Hardware SOC が選択されていないと、コンポーネント上の I/O ピンは非表示になります。シン
グルサンプルモードでは、1回の変換が実行され、ADC は停止します。連続モードや他のモードでは、
ADC_StopConvert() または ADC_Stop() 関数が実行されるまで、 ADC 変換が継続します。
aclk – 入力 *
外付けクロック源 Clock Source パラメーターが External に設定されていると、このピンが表示されます。
Clock Source パラメーターが Internal に設定されていると、クロックは自動的にコンポーネント内部に構成さ
れて、 aclk ピンは表示されません。aclk 入力は、コンポーネントの外側で生成されるクロックです。このクロック信
号は内部からチップに供給されたり、PSoC の外部から供給されることがあります。選択したサンプリングレートに
するためにはこのクロックを Clock Frequency パラメーターに表示された値に設定します。デューティー比は 50
パーセントにしなくてはなりません。このクロックは、変換方法と分解能の関数として、変換速度を決定します。
ADC の外部にあるクロックは、常にシステムクロックに基づきます。より正確で安定したクロックが必要な場合は、
システムクロックは外部 (PSoC の外付け) クロックまたは発振器をベースとする必要があります。
eoc – 出力
[End of Conversion (eoc)] 信号の立ち上がりエッジは、変換が完了したことを示します。ADC クロックの1周
期の間ピンが'High'になります。eoc は通常、割り込みまたは DMA リクエスト入力に接続します。DMA リクエス
トは通常、変換出力をシステム RAM、DFB やその他のコンポーネントに転送するために使用されます。すでにコ
ンポーネントの内部には、この信号に接続されている割り込みがあります。
注 PSoC 5 の EOC は、接続方法に制限があります。EOC 端子は一つの DMA コンポーネント以外には接
続できません。
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コンポーネント パラメータ
Delta Sigma ADC は高度な設定が可能な A/D 変換器です。ADC_DelSig コンポーネントをデザイン上にド
ラッグし、ダブルクリックして Configure ダイアログを開きます。
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サンプリング
変換モード
ADC_DelSig は 4 つのうちの 1 つのモードで動作します。
説明
Mode (モード)
0 - シングル サンプル
ADCは変換のスタートの度に 1回のサンプルを行います。
分解能が 16 ビットより大きい場合、シングルサンプル変換モードのときは、ADC変換用の割込みをイネーブ
ルすべきです。そのためには、アプリケーションの(main.c) で Global Interrupt を有効にします
(CYGlobalIntEnable を呼び出しによる)。
1 - マルチ サンプル
マルチサンプルモードは、各サンプル間で自分自身や変調器のリセットを自動的に行いながら、シングルサンプ
ルを連続して行います。
このモードは、複数信号間で入力を切り替える場合に便利です。フィルターは各サンプル間でフラッシュされる
ので、以前のサンプルは現在の変換に影響を与えません。
注 ADC 変換の間で信号を切り替える場合には注意してください。ハードウェアコントロールを使って変換の
間でインプットを素早く切り替えるか、またはインプットを切り替えている間 ADC 変換を停止します
(ADC_StopConvert())。そして、新しい信号が ADC に接続した後にADCの変換を再開します
(ADC_StartConvert())。これを実行しないと、ADC 結果の信号間に悪影響を与えます。
2 - 連続
連続サンプルモードは、通常のデルタシグマ変換器のように動作します。単一の入力信号を測定している場
合に、このモードを使用します。最初の変換結果が利用できるようになるまでに、3回の変換時間のレイテン
シがあります。内部フィルターを準備するのに必要な時間です。最初の結果が出た後で、それに続く変換が、
選択したサンプル レートで利用できるようになります。複数の信号がマルチプレクスされており、それらを単一
ADCで計測す場合には、このモードを使用しないでください。
3 - マルチ サンプル
(ターボ)
マルチ サンプル(ターボ)モードは、8〜16 ビットの分解能で、マルチサンプル モードに対して同じように動作し
ます。17~20 ビットの分解能では、このモードの性能はマルチサンプルモードの 4 倍程度速くなります。
注 ADC 変換の間で信号を切り替える場合には注意してください。ハードウェアコントロールを使って変換と
変換の間で入力を素早く切り替えるか、または入力を切り替えている間、 ADC 変換を停止します
(ADC_StopConvert())。そして、新しい信号が ADC に接続した後で、ADCの変換動作を再開します
(ADC_StartConvert())。これを行わないと信号間でADC 結果に悪影響を与えます。
4 つの ADC モードは全て、ADC が最初に変換を開始する場合にデシメータを完全にフラッシュします。
ADC_StartConvert() API または “soc” 入力で引き起こされた変換を開始する前に、入力電圧が安定して
いる限り、必ず ADC からの最初の読みだしは有効です。ADC を開始する場合は、全てのモードでデシメーター
をリセットしますが、連続モードだけは読みだし間のデシメーターをリセットしません。このため、連続モードの最初の
読みだしは、その後の読みだしより 4 倍長い時間がかかります。複数の入力間をスキャンするのに複数のアナロ
グマルチプレクサを使用する場合は、入力スイッチが変更されている間 ADC が実行されていないことを確認しま
す。連続モード以外のモードを使用している場合にサンプル間の入力を切り替えるためには、アナログハードウェア
マルチプレクサを使用します。
Conversion Mode パラメーターを変更する場合は、選択されたサンプリングレートを維持するためにクロック周
波数が変わります。ADC クロック周波数が最少または最大を超えると、エラーメッセージが表示されます。
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#構成
# Configs パラメーターを使用して、異なる構成を 4 つまで定義できます。例えばシステムによっては、音声用と
して 16 ビット、48 ksps の連続モード、低レベルアナログセンサーようにシングルサンプルモードの 20 ビット 60
sps、そして汎用マルチチャネルデータロギング用に 12 ビットのマルチサンプルモードを、切り替えを要求する場合
があります。全ての構成が同じ入力モードを使用する必要があります。つまり、全てシングルエンドモードか、全て
差動モードかということです。
ADC_SelectConfiguration() 関でが構成を異なる値に設定していない限り、デフォルトでは ADC は最初の
構成 (構成 1) に設定されています。2 および 4 の構成の間から選択する場合、Configure ダイアログに追加
のタブが表示されます。このような複数の構成では、動作中にモードを変更することが可能です。各構成はそれ
自身のタブに含まれています。
複数の ADC 構成を使用する場合に、いくつか考慮すべき点があります。

全ての構成が同じ入力モードを使用する必要があります。つまり、全てシングルエンドモードか、全て差動モ
ードかということです。

Common タブには全てのモードに共通な Hardware SOC、Clock Source、 Enable Charge
Pump Clock、および Enable_Vref_Vssa パラメーターがあります。これらのパラメータについては共通設
定で説明しています。

Vref パラメーターにも制限があります。構成 1 のオプションが外部リファレンスまたはバイパスモードに設定さ
れていると、他の構成は同じモードを選択するか、内部リファレンスを使用することができます。

各構成には別々の割込みサービスルーチン関数があります。ADC_SelectConfiguration() 関数が呼び出
されると、割り込みベクタが対応する割り込みベクタルーチンに変わります。

ADC の外部にあるクロック (チップの外部からチップに供給する場合とユーザー選択の内部クロックから供給
する場合のいずれでも) を使用している場合は、要求されるクロック速度が Clock Frequency フィールドに
表示されます。各構成に適切なクロックを提供するのは、お客さまの責任です。
分解能
ADC_DelSig の分解能は 8 から 20 ビットの間の整数値として入力します。分解能が高いと、サンプリング速
度が低くなります。デフォルトの分解能は 16 ビットです。Resolution パラメーターを変更する場合は、選択され
たサンプリングレートを維持するためにクロック周波数が変わります。ADC クロック周波数が最少または最大を超
えると、エラーメッセージが表示されます。
デルタシグマ ADC は固有の不安定性があり、オペレーティングレンジの正および負の限界で非直線性をもたらし
ます。これを修正するために、変調器のフロントエンドで入力電圧を 10 パーセント減衰させます。そして、後処
理で 1.11 倍に増幅してこの減衰を補正します。結果として、入力範囲が 10 パーセント広がります。例えば、
入力範囲 ±1.024 V を選択すると、 ADC の実際の範囲は約 ±1.126 V です。使用可能な入力範囲は
±1.024 V のままですが、 ADC は入力が ±1.126 V を超過するまで飽和しません。
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ADC からのデジタル出力も 10 パーセントの範囲を超えます。ADC が 10 ビット動作向けに構成されていると、
通常は 10 ビットの差動 ADC からの出力は 、–1.024 から +1.022 の入力についてそれぞれ –512 から 511
の範囲です。この 10 パーセントの追加の範囲により、デジタル出力は –512 から 511 ではなく、約 ± 563 カウ
ントまで飽和しません。
8 または 16 ビットの分解能が選択されていない限り、通常は問題になりません。分解能が 8 または 16 に設
定されている場合は、数値が最も正または負の値から、負または正の値にそれぞれ戻らないように注意してくださ
い。そうならないために、設定した分解能よりも大きい 2 ビット長のデータを返す API 関数を使用するのが実践
的です。例えば、分解能が 16 ビットに設定されていて、最も正の値が 32767 より大きいか –32768 よりも小さ
い場合は、ADC_GetResult16() のかわりに ADC_GetResult32() 関数を使用します。範囲を超えることなく、
適切な 16 ビットの値が返されます。分解能が 8 ビットに設定されていて ADC 出力値が –128 以下または
127 より大きい場合は、ADC_GetResult16() 関数を使用します。範囲を超えることなく、適切な 8 ビットの値
が返されます。
図 2. ADC_DelSig のサンプリング速度制限
1000000
100000
10000
1000
Continuous
Multi-Sample
100
Multi-SampleTurbo
10
1
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Resolution, bits
変換速度
ADC conversion rate には、10 進数の整数で一秒あたりのサンプル数 (SPS) を入力します。最大サンプリン
グ速度は、分解能、サンプルモードおよび最大動作クロック周波数の関数で、分解能が高いほど、サンプリング
速度は低くなります。全ての分解能において最低クロック周波数は 128 kHz です。分解能が 8 ~ 15 ビットの
場合、最大クロック周波数は 6.144 MHz です。分解能が 16 ~ 20 ビットの場合、最大クロック周波数は
3.027 MHz です。
各分解能と変換モードの組み合わせ毎の有効な変換速度については図 2 を参照してください。表 1 で
も同じ情報を表形式でご覧いただけます。
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以下のデータは バッファゲイン = 1.0 で、 ADC range = ±1.024 V の場合に適用されます。
表 1. ADC_DelSig のサンプリング速度の限界値 (バッファゲイン = 1.0 )
シングル サンプル
マルチ サンプル
1
連続
マルチ サンプル ターボ
分解能
Min
Max
Min
Max
Min
Max
Min
Max
8
1911
91701
1911
91701
8000
384000
1829
87771
9
1543
74024
1543
74042
6400
307200
1489
71441
10
1348
64673
1348
64673
5566
267130
1307
62693
11
1154
55351
1154
55351
4741
227555
1123
53894
12
978
46900
978
46900
4000
192000
956
45850
13
806
38641
806
38641
3283
157538
791
37925
14
685
32855
685
32855
2783
133565
674
32336
15
585
28054
585
28054
2371
113777
577
27675
16
495
11861
495
11861
2000
48000
489
11725
17
124
2965
124
2965
500
12000
282
6766
18
31
741
31
741
125
3000
105
2513
19
4
93
4
93
16
375
15
357
20
2
46
2
46
8
187
8
183
ADC バッファにはセトリングタイムに影響する有限の利得帯域幅があります。バッファゲインを増加すると、利用
可能な最大サンプリング速度が減少します。最大サンプリング速度は、 表 1 のサンプリング速度をバッファゲイン
で除した値です。他のレンジやバッファゲインも最大サンプリング速度に影響します。
Conversion Rate パラメーターを変更する場合は、選択されたサンプリングレートを維持するためにクロック周
波数が変わります。ADC クロック周波数が最低または最大を超過すると、エラーメッセージがパラメーターの隣に
表示されます。無効な設定を参照してください。
レンジ[ __ SPS ]
このフィールドは読み取り専用 (常に利用不可能) エリアで、現在の設定において利用可能な最少および最大
変換速度を表示します。
1
シングルサンプルモードの有効な最大サンプリング速度は表示よりも低くなります。マルチサンプルモードにおいて、変換動作とオーバーラップされる変
換後処理動作は、シングルサンプルモードではオーバーラップできません。このオーバーヘッドは表示の計算には含まれていません。ハードウェア変換開
始法を利用していて、サンプリングを開始していない場合、ソフトウェアを使ってサンプリングを開始する時間も最大サンプリング速度の計算に含める必
要があります。
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クロック周波数
このテキストボックスは読み取り専用 (常に利用不可能) エリアで、選択された動作条件下、すなわち変換モー
ド、分解能、変換速度、入力範囲、そしてバッファゲインによって必要とされるクロック周波数を表示します。 す。
これらの条件に変化があった場合、更新されます。クロック周波数は分解能 1 Hz で表示します。選択された動
作条件で要求されたクロック周波数が下限と上限の範囲外にあると、エラーメッセージがパラメーターの隣に表示
されます。無効な設定を参照してください。
クロック周波数は分解能、変換モードおよび変換速度に基づいて計算されます。常に構成 1 用のクロック周波
数を表示する Design-Wide Resources Clock Editor の中に速度が表示されます。Clock Source パラメ
ーターが Internal に設定されている場合、ADC API は動作中に選択されたコンフィギュレーションに基づいて
現在のクロック周波数を設定します。
ADC の外部にあるクロック (チップの外部から与える場合、あるいはかユーザー選択した内部クロックから供給す
る場合のいずれでも) を使用している場合は、要求されるクロック速度が Clock Frequency フィールドに表示さ
れます。各コンフィギュレーションに応じて適切なクロックを提供するのは、ユーザの責任です。
無効な設定
パラメーターの Conversion Mode、Resolution、および Conversion Rate は ADC クロック周波数に影
響します。これらのパラメーターを変更すると、ADC クロック周波数が最大または最小の速度を超過することがあ
ります。最大 ADC 周波数は Resolution、Buffer Gain、および Input Range の関数です。これらのパラメ
ーター設定が無効な場合、図 3 に示すように赤い丸印で囲まれた感嘆符が表示されます。
図 3. 無効な設定の通知
エラー記号の上にカーソルを置くと、エラーメッセージが表示されます。必要に応じて、ADC 仕様に準拠するよう
にパラメーターを変更します。
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入力オプション
入力モード
ADC は本質的に差動です。しかし、このパラメーターを使用してシングルエンドユースを特定することができます。
このパラメーターは、ADC を差動またはシングルエンド入力に設定します。デフォルトの選択は Differential で
す。このモードでは、負および正入力の両方がシンボル上に表示されます。シングルエンドモードが選択されてい
る場合、ADC の負入力 は Vssa に接続されます。
差動
シングルエンド
PSoC 3 および PSoC 5 デバイスの Delta-Sigma ADC は本質的に差動入力です。内部的に負の入力を接
地し、2 の補数以外の符号ビットをシフトすることでシングルエンドモード実現されます。
図 4 は VSSA-to-VDDA 入力範囲におけるデルタシグマ ADC の入出力特性を示しています。ADC 入力 (VpVn)が –VDDA から +VDDA の間で変化する場合、ADC カウントは最低カウント (0x8000) から最大カウント
(0x7FFF) まで直線的に増加します。内部的に負入力 (Vn) を接地することでシングルエンドモードを実現しま
す。これが行われると、正入力 (Vp) は 0 から VDDA が可能になり、負の入力は 0 V で固定されるので、 ADC
入力の(Vp-Vn)が ‘0 から VDDA’ に制限されます。そのため、X 軸の上半分のみが使用可能です。しかし、デ
バイスに負のオフセットがあり、正のインプット (Vp) が 0 V の場合は、 ADC 出力値はラップアラウンドします。例
えば、負のオフセットが –1 カウント分だと、0 V 入力時の ADC 出力は、たいていのシングルエンドモードでの正
入力に対応する値である、0xFFFF になります。これを避けるには、オフセット修正を行う必要があります。
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図 4. デルタシグマ ADC I/O 特性
Differential Input
Single Ended Input
0xFFFF
0x7FFF
-Vdda
Vp-Vn
0x0000
0x0000
+Vdda
Vp-Vn
+Vdda
0xFFFF
0xFFFE
0xFFFD
0x8000
Ideal ADC
Negative Offset
Ideal ADC
Negative Offset
ADC を 16 ビットシングルエンドモードで構成する場合、出力は 0x7FFF では停止せず、 0xFFFF まで行きま
す。この例の場合、16 ビット ADC は、大まかに言えば、17 ビットの差動 ADC と考え、変換範囲の半分を無
視することで実装されています。(内部の実装はこれとは若干異なりますが)。
Input Mode は構成 1 でのみ設定可能です。1 つ以上の構成を使用しても、全ての構成は構成 1 で設定し
た入力モードを使用する必要があります。お使いのシステムがシングルエンドモードおよび差動モードの両方が必
要な場合は、差動モードを選択し、マルチプレクサを使って Vssa を ADC の負の入力に接続することで、シング
ルエンド ADC として使うことができます。
このパラメーターは入力 レンジ パラメーターで利用可能なオプションを制御します。
入力範囲
このパラメーターは ADC を、希望する入力用にコンフィギュレーションします。これは ADC への入力をコンフィギュ
レーションします。Buffer Gain 設定とは無関係です。IC に接続しているアナログ信号は、どの入力範囲設定
が使用されているかに関わらず Vssa および Vdda の間である必要があります。
ADC 入力範囲の絶対最大値は常に Buffer Mode の絶対最大値または最小値によって決められます。
このパラメーターで利用可能なオプションは Input Mode の選択によって変わります。表 2 および 表 3 でオプシ
ョンの説明をしています。
Input Mode が Differential に設定されている場合は、以下のオプションが利用可能です。シングルエンドお
よび差動信号の両方がスキャンされたシステムでは、シングルエンド入力をスキャンしているときに負の入力を
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Vssa に接続します。アプリケーションによっては、Rail to Rail、 Level Shift、 または Bypass Buffer を
Buffer Mode パラメーターを使って選択できます。詳細は Buffer Mode (バッファ モード) パラメーターを参照く
ださい。
外部リファレンス電圧を使って異なる動作範囲を提供することが可能です。該当する式によって使用できる入力
範囲を計算できます。
表 2. 差動 入力 範囲 オプション
入力範囲
内部リファレンス
(外部リファレンス)
説明
±1.024 V
(–Input ± Vref)
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、入力範囲は –Input ± 1.024 V です。負の入力が 2.048
V に接続していると、使用可能な入力範囲は 2.048 ±- 1.024 V、すなわち1.024 から 3.072 V です。
±2.048 V
(–Input ± 2*Vref)
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、入力範囲は –Input ± 2.048 Vです。負の入力が 2.028
V に接続していると、使用可能な入力範囲は 2.048 ± 2.048 V、すなわち 0.0V から 4.096 V です。
±6.144 V
(–Input ± 6*Vref)
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、入力範囲は –Input ± 6.144 V ですが、最大入力電圧
範囲を超えません。負入力を Vssa に接続している場合、このモードを使用して供給電圧を測定できます。
供給電圧を測定したい場合は、バッファをバイパスする必要があります。
±0.512 V
(–Input ± Vref/2)
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、入力範囲は –Input ± 0.512 Vです。負入力を 1.0 V に
接続していると、使用可能な入力範囲は 1.0 ± 0.512 V、すなわち 0.488 から 1.512 V です。
±0.256 V
(–Input ± Vref/4)
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、入力範囲は –Input ± 0.256 Vです。負の入力が 1.0 V
に接続していると、使用可能な入力範囲は 1.0 ± 0.256 Vすなわち 0.744 から 1.256 V です。
±0.128 V
(–Input ± Vref/8)
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、入力範囲は –Input ± 0.128 Vです。負の入力が 1.0 V
に接続していると、使用可能な入力範囲は 1.0 ± 0.128 V、すなわち 0.872 から 1.128 V です。
±0.064 V
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、入力範囲は –Input ± 0.064 Vです。負の入力が 1.0 V
(–Input ± Vref/16) に接続していると、使用可能な入力範囲は 1.0 ± 0.064 Vすなわち0.936 から 1.064 V です。
前の表に一覧されているオプションは Vref の設定によります。以下の表は Vref が 1.024 V および 1.200 V に
等しい場合の例を示しています。 先頭の数値は Reference セクションの Vref 設定によります。
Vref = 1.024 V の場合
Vref = 1.2 V の場合
±1.024 V (–Input ± Vref)
±1.200 V (–Input ±Vref)
±2.048 V (–Input ± Vref*2)
± 2.400 V (–Input ± Vref*2)
±6.144 V (–Input ± 6*Vref)
±7.200 V (–Input ± 6*Vref)
±0.512 V (–Input ± Vref/2)
±0.600 V (–Input ± Vref/2)
±0.256 V (–Input ± Vref/4)
±0.300 V (–Input ± Vref/4)
±0.128 V (–Input ± Vref/8)
±0.150 V (–Input ± Vref/8)
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Vref = 1.024 V の場合
±0.064 V (–Input ± Vref/16)
Vref = 1.2 V の場合
±0.075 V (–Input ±Vref/16)
Input Mode が Single に設定されている場合、以下のオプションが利用可能です。シングルエンド動作に似
せるには、負入力を内部リファレンス値の一つ (Vssa または Vref) に接続します。
アプリケーションによっては、Buffer Mode パラメーターを使用して、Rail to Rail、Level Shift、 または
Bypass Buffer を選択できます。詳細は Buffer Mode (バッファ モード) パラメーターを参照ください。
外部リファレンスを使って異なる動作範囲を提供することが可能です。計算式によって使用できる入力範囲を算
出できます。
表 3. シングルエンド 入力 範囲 オプション
入力範囲
内部リファレンス
(外部リファレンス)
Vssaから1.024 V まで
(0V から Vref)
説明
内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合は、ADC への使用可能な入力範囲は 0.0 から 1.024 V
です。
Vssaから2.048 V まで 内部リファレンス (1.024 V) を使用する場合、ADC への入力で使用可能な範囲は 0.0 から 2.048 Vで
(0.0V から 2*VrefVref) す。 この範囲では、入力バッファ ゲインが 1 に等しくなります。1 以外のゲインが選択されると、ADC は適
切に動作しません。なぜなら、この場合のリファレンス電圧は負入力に直接接続しているからです。入力バ
ッファのゲインは正の入力だけを増幅し負の入力を増幅しないため、不均衡な増幅を生じます。
Vssa から Vdda
このモードは供給電圧に比例しています。入力範囲は Vssa から Vdda です。
この設定には外部リファレンスを使用しないでください。この範囲では、入力バッファ ゲインが 1 に等しくなり
ます。1 以外のゲインが選択されると、ADC は適切に動作しません。
Vssaから6.144 V まで
(Vssa から 6*Vref)
内部リファレンス (1.024 V)を使用する場合は、入力範囲は0.0 から 6.144 V ですが、最大入力電圧
範囲を超えません。このモードを使用して供給電圧を測定できます。供給電圧を測定したい場合は、バッ
ファをバイパスする必要があります。
以下の表は、Vref が 1.024 V および 1.200 V に等しい場合の例を示しています。 先頭の数値は
Reference セクションの Vref の設定によります。
Vref = 1.024 V の場合
Vref = 1.2 V の場合
Vssaから1.024 V (0.0 から Vref)
Vssaから1.200 V (0.0 から Vref)
Vssaから2.048 V(0.0 から Vref*2)
Vssaから2.400 V(0.0 から Vref*2)
Vssa から Vdd
Vssa から Vdd
Vssaから6.144V(0.0 から 6*Vref)
Vssaから7.200 V(0.0 から 6*Vref)
注 'Vss to Vdd’ オプションを選択すると、カスタマイザが自動的に Vdda/4 または Vdda/3 リファレンス電圧の
どちらかを選択します。この選択はデザイン全体に関わるリソースに入力された Vdda の値に基づきます。
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バッファ ゲイン
このパラメーターは ADC 入力バッファ ゲインを選択します。ADC バッファには設定時間に影響する有限値の利
得帯域幅があります。バッファゲインを増加すると、利用可能な最大サンプリング速度が減少します。最大サンプ
リング速度は、表 1 のサンプリング速度をバッファゲインで割った値です。
最高の信号対雑音比に達するためには、ADC の全ての範囲を使用することが重要です。入力バッファを使用
して、入力信号を増幅し、ADC の全ての範囲を使用することが可能です。Buffer_Gain および
ADC_Input_Range 設定に互換性があることを確認してください。
バッファリングされていない
バッファリングされている
バッファ ゲイン
説明
1
入力バッファ ゲインを 1 に設定する。
2
入力バッファ ゲインを 2 に設定する。
4
入力バッファ ゲインを 4 に設定する。
8
入力バッファ ゲインを 8 に設定する。
Buffer Mode (バッファ モード)
このパラメーターは ADC 入力バッファ モードを選択します。バッファが使用されている場合、ADC のサンプリング
レートは最大です。バッファリングされていないモードでは、帯域幅が若干減少します。
Buffer Mode (バッファ モード)
説明
バイパス バッファ
入力バッファ ゲインを無効にします。選択すると、バッファが使用できなくなり、全体の電力消費
が減少します。バッファ ゲイン パラメーターは、このモードが選択されていると、効果がありませ
ん。このモードが選択されると、入力インピーダンスは 500 kΩ以下になります。入力幅の仕様
については 図 5 を参照してください。
Rail to Rail
入力バッファ モードを rail to rail に設定します。入力幅の仕様については 図 5 を参照してくだ
さい。
Level Shift
入力バッファ モードを Level Shift に設定します。正および負のバッファ両方が使用されます。
Level Shift モードを使うと VSSA を下回ることができますが、 VDDA を超えることはできません。
入力幅の仕様については 図 5 を参照してください。
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図 5 は全てのバッファ モードの ADC 範囲を示しています。
図 5. ADC 範囲
+100 mV
Vdda
ADC Range
(Bypass Buffer Mode)
Vssa
Vdda
~250 mV
Vdda
ADC Range
(Rail to Rail Mode)
–100 mV
Vssa
~650 mV
ADC Range
(Level Shift Mode)
100 mV
Vssa
–100 mV
リファレンス
Vref
このパラメーターは ADC_DelSig リファレンス電圧とコンフィギュレーションを選択します。リファレンス電圧は ADC
の範囲を設定します。
説明
ADC_Reference
Internal Vref 1.024 Volts
内部 1.024-V リファレンス (デフォルト) を使用します。
Internal Vref,
2
Bypassed on P0[3]
内部 1.024-Vリファレンスを使用して、外部のバイパス コンデンサが pin P0[3] に接続できるようにしま
す。
Internal Vref,
Bypassed on P3[2] 2
内部 1.024-Vリファレンスを使用して、外部のバイパス コンデンサが pin P3[2] に接続できるようにしま
す。
External Vref on P0[3]
pin P0[3] 上の外部リファレンスを使用します。可能な電圧範囲については PSoC 3 用 を参照してく
ださい。
External Vref on P3[2]
pin P3[2] の外部リファレンスを使用します。
Internal Vdda/4
内部 Vdda/4リファレンス電圧を使用します。
Internal Vdda/4,
Bypassed on P0[3] 2
内部 Vdda/4リファレンス電圧を使用して、外部のバイパス コンデンサが pin P0[3] に接続できるように
します。
Internal Vdda/4,
Bypassed on P3[2] 2
内部 Vdda/4リファレンス電圧を使用して、外部のバイパス コンデンサが pin P3[2] に接続できるように
します。
2
精度および信号対ノイズ比はリファレンスの品質によります。ADC に供給されたリファレンスは port P0[3] または port P3[2] のどちらかにバイパスさ
れます。外部のバイパス コンデンサの使用を推奨します。リファレンス電圧のノイズは 図 6 の測定に示されているように、周波数に依存します。
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説明
ADC_Reference
Internal Vdda/3
内部 Vdda/3リファレンス電圧を使用します。このオプションは PSoC 3 プロダクションおよび
PSoC 5 ES2 シリコンまたはそれ以降でのみ有効です。このオプションを PSoC 3 ES2 および PSoC
5 シリコンで選択するとコンパイルエラーを引き起こします。
Internal Vdda/3,
Bypassed on P0[3] 2
内部 Vdda/3リファレンス電圧を使用して、外部のバイパス コンデンサが pin P0[3] に接続できるように
します。このオプションは PSoC 3 プロダクション シリコンでのみ有効です。このオプションを PSoC 3
ES2 および PSoC 5 シリコンで選択するとコンパイルエラーを引き起こします。
Internal Vdda/3,
Bypassed on P3[2] 2
内部 Vdda/3リファレンス電圧を使用して、外部のバイパス コンデンサが pin P3[2] に接続できるように
します。このオプションは PSoC 3 プロダクション シリコンでのみ有効です。このオプションを PSoC 3
ES2 および PSoC 5 シリコンで選択するとコンパイルエラーを引き起こします。
図 6. リファレンス ノイズ
-80
dBV/rtHz
-90
Unbypassed
Bypass 0.01uF
Bypass 0.1uF
Bypass 1.0uF
Bypass 10uF
-100
-110
-120
-130
-140
-150
-160
0.01
0.1
1
10 kHz 100
1000
内部リファレンスノイズが fSAMPLE/2 までの帯域の内部量子化ノイズより小さい場合、リファレンス電圧はノイズ性
能の制限にはなりません。以下の表を使用して、分解能に準じて適切なより大きいコンデンサを選択することが
できます。
分解能 (単位:ビット)
バイパス コンデンサ値 (µF)
10
0.01
12
0.01
14
0.1 ~ 1.0
16
0.1 ~ 1.0
18
1.0 ~ 10.0
Vref Value
このパラメーターは ADC が使用するリファレンス電圧を設定または表示します。内部 1.024 Volts リファレンス
が使用されると、 1.0240 という値が表示されます。Internal Vdda/3 または Internal Vdda/4 参照が選択さ
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れていると、値はデザインワイドリソースページの Vdda 設定から派生します。外部リファレンスが選択されていれ
ば、counts-to-volts API が適切に動作することを確実にするために使用されたリファレンス電圧を入力すること
ができます。入力可能な最少値および最大値はそれぞれ 0.9 から 1.3V です。デフォルトは 1.024V です。選
択したリファレンス電圧が 0.9 から 1.3V の範囲外である場合は、 Vref 数値ドロップダウンメニューの終わりにあ
るエラー記号が、エラー条件が発生したことを警告します。また、Vref 値が 0.9 から 1.3V の期待範囲を超える
と、コンパイルが失敗します。
以下の表は異なるリファレンス電圧オプションが選択された場合に表示される Vref 値を示しています。
選択されたリファレンス電圧
表示される Vref 値
コメント
Internal Vref 1.024 Volts
1.0240
値は編集不能。
Internal Bypassed on P0.3
1.0240
値は編集不能。
Internal Bypassed on P3.2
1.0240
値は編集不能。
External Vref on P0.3
1.0240
値はデフォルト値 1.0240 で編集可能。
External Vref on P3.2
1.0240
値はデフォルト値 1.0240 で編集可能。
Internal Vdda/4
1.2500*
この値はデザインワイドリソースページの Vdda 設定から派生していま
す。値は編集不能。
*5 V の Vdda の例を示しています。
Internal Vdda/4 Bypassed
on P0.3
1.2500*
この値はデザインワイドリソースページの Vdda 設定から派生していま
す。値は編集不能
*5 V の Vdda の例を示しています。
Internal Vdda/4 Bypassed
on P3.2
1.2500*
この値はデザインワイドリソースページの Vdda 設定から派生していま
す。値は編集不能。
*5 V の Vdda の例を示しています。
Internal Vdda/3
1.100**
この値はデザインワイドリソースページの Vdda 設定から派生していま
す。値は編集不能。
**3.3 V の Vdda の例を示しています。
Internal Vdda/3 Bypassed
on P0.3
1.100**
この値はデザインワイドリソースページの Vdda 設定から派生していま
す。値は編集不能。
**3.3 V の Vdda の例を示しています。
Internal Vdda/3 Bypassed
on P3.2
1.100**
この値はデザインワイドリソースページの Vdda 設定から派生していま
す。値は編集不能。
**3.3 V の Vdda の例を示しています。
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共通設定
ハードウェア SOC (変換の開始)
ADC はファームウェアで ADC_StartConvert() 関数を使用したり、ハードウェア信号によるトリガによって開始
することができます。Hardware SOC パラメーターをチェックすると、外部ピンによる変換の開始が有効になりま
す。Hardware SOC が有効な場合は、ピンがコンポーネント上に表示されます。それ以外では、ピンは表示さ
れません。ピンでの信号立ち上がりエッジで変換を開始します。ADC_StopConvert() が呼び出されるまで、変
換は続きます。デフォルトでは、 Hardware SOC は無効です。変換がすでに処理中の場合は、Hardware
SOC トリガーは無視されます。
クロック源
ADC は ADC コンポーネントの内部から ADC に与えられるソース、外部からコンポーネントに与えられるソース
でクロックされますが、内部クロックには標準クロックコンポーネントや UDB、または外部からチップに与えられるソー
スがあります。内部または外部クロックの選択はラジオボタンを使って行います。外部クロックをイネーブルしたとき、
クロック入力ピンが ADC 回路図シンボル上に表示されます。外部クロックは 50 パーセントのデューティーサイクル
である必要があります。内部クロックは、正確なデューティーサイクルを保証できるように設計されています。
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クロックの安定性は低ノイズのオペレーションを達成するために重要です。ジッタの効果の一つは、信号をかなりの
程度で拡散することです。以下の FFT で明確に示しています。ADC の信号対ノイズ比 (SNR) は、外部クロッ
クを使用すると著しく改善します。
ADC 性能の測定の一つは、 INL、DNL、およびタイミング エラーにより引き起こされた歪みです。この歪みは、
ADC を「完全な」正弦波でドライブしてから、EFT (高速フーリエ変換) を使用して出力を評価することで測定し
ます。過剰な INL は、入力正弦波周波数の倍数で「線形」の高調波歪みを生じます。過剰な DNL は、ノイ
ズレベルの全体的な増加を生じます。ADC へのクロックにおけるタイミングエラー(周波数ジッタ)は、FFT の名目
上の単線から、表示される基本波を拡散します。PSoC 内部クロックには、外部の水晶振動子よりもより多くの
周波数ジッタがあります。上のグラフは内部クロックからの基本波での FFT におけるノイズと拡散を示しています。
下のグラフは、外部の水晶振動子からの周波数ジッタの減少の結果として、基本波の拡散が大きく減少したこと
を示しています。
図 7. ノイズ対クロック
内部発振器の単一周波数 FFT
外部の水晶振動子を使用した単一周波数 FFT
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外部チャージポンプクロック
外部チャージポンプクロックオプションは、最適なチャージポンプクロック周波数を保証するために常に有効です。こ
れは ADC の性能を最大まで引き出します。チャージポンプクロック周波数は性能を最適化しながら、消費電力
が最も小さくなるように自動的に調整されます。このクロックは、ADC クロック周波数の 2 ~ 4 倍に調整されま
す。このオプションはユーザー選択では利用できず、無効になっています。
Enable_Vref_Vssa
このパラメーターを使って、ADC のリファレンス Vssa である負入力をアナログ グローバル AGL[6] に接続できま
す。高精度システムについては、 Vref_Vssa を外部 Vssa に接続し、 オンチップ Vssa とオフチップ Vssa との
わずかな差異を除外します。このわずかな差異が ADC のゲインエラーを引き起こすことがあります。
このオプションは PSoC 3 プロダクションおよび PSoC 5 ES2 シリコンまたはそれ以降でのみ有効です。このオプ
ションを PSoC 3 ES2 および PSoC 5 シリコンで選択するとコンパイルエラーを引き起こします。
Vref_Vssa は ADC に供給されている外部リファレンスを使用している場合に便利な拡張機能です。
Vref_Vssa 接続はアナログルーティング構造を経由して接続され、更にピンに引き出されています。これにより、
外部リファレンスへの接続が有効になり、Vssa ピンやボンディング ワイヤー の I*R 低下による、ADC に供給さ
れたリファレンス電圧のオフセットを除外します。
Vref_Vssa は Analog Global Left 6 (AGL[6]) に直接接続されています。( 詳細はデバイス データシートの
アナログ ルーチン図をご参照ください ) AGL[6] はピン P4[6]、 P4[2]、 P0[6] および P0[2] に直接接続します。
最高の性能を得るために、 Vref_Vssa がこれらのピンの 1 つに接続していることを確認してください。
Vref_Vssa を他のピンに配置すると、余分なルーチンリソースを消費し、余分な抵抗が連続して接続に付加さ
れます。
マニュアル アナログルーティングシステム (MARS) コンポーネントを使って、特定のピンだけが使用されていることを
確認するルールチェックを追加できます。Vref_Vssa ネットにアナログ リソース 制限を課すことで、そのネットに直
接接続しているリソースだけを使用することができます。AGL[6] に直接接続していないネットにピンを配置すると、
ビルドプロセス中にツールがエラーを生成します。このエラーは、ピンへの直接接続がないネットにリソースを接続し
ており、接続できないということを示しています。次の図はその一例です。
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
リソース
ADC_DelSig はデシメーター、デルタシグマ変調器、およびクロックソースを使用します。外部リファレンスまたは
参照バイパスが選択されると、 P0[3] または P3[2] が外部リファレンスまたはバイパスコンデンサに使用されます。
デジタルブロック
API メモリ(バイト)
データパス
マクロセル
ステータスレ
ジスタ
コントロール
レジスタ
Counter7
フラッシュ
RAM
ピン (外部入出
力ごと)
0
0
0
0
0
4400
14
–
分解能
8~20 ビット
アプリケーションプログラミングインタフェース
アプリケーションプログラミングインターフェース (API) ルーチンにより、ソフトウェアを使用してコンポーネントをコンフィ
ギュレーションできます。次の表は、各関数へのインターフェースとその説明を示しています。その次のセクションで
は、各関数について詳しく説明します。
デフォルトで、PSoC Creator は、インスタンス名「ADC_DelSig_1」を、特定の設計における最初のコンポーネ
ント インスタンスに割り当てます。インスタンス名は、識別子の構文ルールに従ったユニークな値に変更できます。
インスタンス名は、すべてのグローバル関数名、変数名、定数名のプリフィックスになります。読みやすいように、下
表では「ADC」というインスタンス名を使用しています。
機能
説明
ADC_Start()
initVar 変数を設定し、ADC_Init() 関数を呼び出して、ADC_Enable() 関数を呼び出します。
ADC_Stop()
ADC 変換を停止して電源を切ります。
ADC_SetBufferGain()
入力バッファ ゲインを選択します (1、2、4、8)
ADC_StartConvert()
変換の開始。
ADC_StopConvert()
変換の停止。
ADC_IRQ_Enable()
変換完了時の割り込みを有効にします。
ADC_IRQ_Disable()
割り込みを無効にします。
ADC_IsEndConversion()
変換が完了すると 0 でない値を返します。
ADC_GetResult8()
8 ビットの変換結果を右揃えで返します。
ADC_GetResult16()
16 ビットの変換結果を右揃えで返します。
ADC_GetResult32()
32 ビットの変換結果を右揃えで返します。
ADC_SetOffset()
ADC_CountsTo_mVolts()、ADC_CountsTo_uVolts()、および ADC_CountsTo_Volts()
関数で使用されるオフセットを設定します。
ADC_SelectConfiguration()
4 つまでの ADC 構成のうちの 1 つを設定します。
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
機能
説明
ADC_SetGain()
ADC_CountsTo_mVolts()、ADC_CountsTo_uVolts()、and ADC_CountsTo_Volts() 関
数で使用されるゲインを設定します。
ADC_CountsTo_mVolts()
ADC カウントを mV に変換します。
ADC_CountsTo_uVolts()
ADC カウントを µV に変換します。
ADC_CountsTo_Volts()
ADC カウントを浮動小数点値(V)に変換します。
ADC_Sleep()
ADC 動作を停止し、ユーザ設定を保存します。
ADC_Wakeup()
ユーザ設定を復元し、有効にします。
ADC_Init()
[Configure] ダイアログ設定を使って ADC を初期化するか復元します。
ADC_Enable()
ADC を有効化します。
ADC_SaveConfig()
現在の構成を保存します。
ADC_RestoreConfig()
構成を復元します。
ADC_SetCoherency()
コヒーレンシレジスタを設定します。
ADC_SetGCOR()
新しい GCOR 値を計算し、この新しい値で GCOR レジスタを設定します。
ADC_ReadGCOR()
正規化した GCOR レジスタ値を返します。
グローバル変数
変数
ADC_initVar
説明
ADC_initVar 変数は ADC が初期化されたかどうかを示します。変数は 0 に初期化され、
ADC_Start() が初めて呼び出されたときに 1 に設定されます。これにより、コンポーネントは
ADC_Start() ルーチンへの最初の呼び出し後、再初期化なしに再起動できます。
コンポーネントの再初期化が必要な場合、関数 ADC_Start()やADC_Enable() の前に、関数
ADC_Init() が呼び出されます。
ADC_offset
ADC_offset 変数はオフセットを調整するために使用されます。初期は、この変数はゼロに設定されてい
ます。アプリケーションは ADC_SetOffset() 関数を使ってこれを修正できます。所定のオフセットを減算
しても、ADC_CountsTo_Volts()、ADC_CountsTo_mVolts()、および ADC_CountsTo_uVolts()
関数にしか影響しません。
ADC_CountsPerVolt
ADC_countsPerVolt 変数はゲインを調整するために使用されます。初期は、この変数はデフォルトの
ADC コンフィギュレーション用に計算されます。計算された値は、分解能、入力範囲、および電圧リファレ
ンスに依存します。アプリケーションは ADC_SetGain() 関数を使ってこれを修正できます。ADC カウント
と適用した入力電圧との間に正しい変換を供給しても、ADC_CountsTo_Volts()、
ADC_CountsTo_mVolts()、および ADC_CountsTo_uVolts() 関数にしか影響しません。
ADC_convDone
ADC_convDone 変数は分解能が 16 ビット以上のシングルサンプル変換モードでの ADC 変換をチェ
ックするソフトウェアフラグとして使用されます。
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
void ADC_Start(void)
説明:
initVar 変数を設定し、ADC_Init() 関数を呼び出して、ADC_Enable() 関数を呼び出します。
この関数は ADC をコンフィギュレーションし、電源を投入しますが、変換は開始しません。デフォルトでは、
ADC_SelectConfiguration() 関数が他の構成を選択していない限り、ADC はConfig1にコンフィギュレ
ーションされます。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
なし
void ADC_Stop(void)
説明:
ADC を無効化し電源を切ります。
注 この API を PSoC 3 ES2 および PSoC 5 シリコンで使用することは推奨しません。これらのデバイス
は、電源供給されていないときに信頼性を落とすいくつかのアナログリソースへの接続を引き起こす欠点があ
ります。そのリソースを使用しているコンポーネントが停止した場合は、この信頼性の欠如はサイレントな障害
(例えば、アナログコンポーネントからの予想できない悪い結果) として現われます。このシリコンを使用する場
合、設計に含まれる全てのアナログコンポーネントは常に電源が入っている必要があります (例えば
ADC_Start() など、それぞれの _Start() APIs を呼び出して) 。ADC_Stop() APIs はコールしないでくださ
い。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
なし
void ADC_SetBufferGain(uint8 gain)
説明:
入力バッファ ゲインを設定する。
パラメータ:
uint8 ゲイン: ゲイン設定を入力します。以下の表は有効なゲイン定数を示します。
ゲイン オプション
説明
ADC_BUF_GAIN_1X
入力バッファ ゲインを 1 に設定する。
ADC_BUF_GAIN_2X
入力バッファ ゲインを 2 に設定する。
ADC_BUF_GAIN_4X
入力バッファ ゲインを 4 に設定する。
ADC_BUF_GAIN_8X
入力バッファ ゲインを 8 に設定する。
戻り値:
なし
注意事項:
なし
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void ADC_StartConvert(void)
説明:
強制的に ADC に変換を開始させます。シングル サンプル モードでは、1 回の変換を実行すると、ADC は
停止します。他の 3 つの変換モードでは、ADC は継続して稼働します。
変換の最中に ADC_StartConvert() 関数が呼び出されると、次の変換開始はキュー行列に入り、現在
の変換が完了した後で新しい変換が開始します。現在の変換の完了を待たずに新しい変換を開始したい
場合は、ADC_StopConvert() を呼び出して現在の変換を停止します。変換が停止したら、
ADC_StartConvert() を呼び出して変換を再開します。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
なし
void ADC_StopConvert(void)
説明:
全ての変換を停止するように ADC に強制します。ADC が変換中であれば、ADC はリセットされ、部分的
な変換の結果は提供されません。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
なし
void ADC_IRQ_Enable(void)
説明:
変換の最後に割り込みをイネーブルします。ADC 割り込みが可能になるように、グローバル割り込みも有効
にする必要があります。グローバル割り込みを有効にするには、割り込みが起こる前にグローバル割り込みを
有効にする main.c にある「CYGlobalIntEnable;」マクロを使用します。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
割り込みを有効にします。結果の読みだしは割り込みをクリアします。
void ADC_IRQ_Disable(void)
説明:
変換終了割り込みをディセーブルします。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
なし
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
uint8 ADC_IsEndConversion(uint8 retMode)
説明:
ADCの変換終了をチェックします。この関数はプログラマーに 2 つのオプションを提供します。一つのモードで
は、この関数は変換状況をただちに返します。他のモードでは、この関数は変換が完了するまで変換状況
を返しません (ブロッキング)。
パラメータ:
uint8 retMode: 変換リターンモードをチェックします。オプションについては以下の表を参照してください。
オプション
説明
ADC_RETURN_STATUS
変換結果ステータスをただちに返します。
ADC_WAIT_FOR_RESULT
ADC 変換が完了するまでリターンしません。
戻り値:
uint8: ゼロ以外の値が返されれば、最後の変換は完了しています。返された値がゼロの場合は、ADC は
まだ最後の結果を計算しています。
注意事項:
なし
int8 ADC_GetResult8(void)
説明:
8 ビット変換の結果を返します。分解能が 8 ビットより大きく設定されていると、結果の LSB が返されま
す。ADC が 8 ビット シングルエンド モードで構成されている場合は、代わりに ADC_GetResult16() 関数
を使用します。この関数は符号付き 2 進数の 8 ビット値しか返しません。正の符号付き 2 進数の 8 ビット
最大値は 127 ですが、シングルエンドの 8 ビットモードでは、最大の正の値は 255 です。
パラメータ:
なし
戻り値:
int8: 最後の ADC 変換の LSB。
注意事項:
なし
int16 ADC_GetResult16(void)
説明:
分解能が 8 ~ 16 ビットの変換の 16 ビットの結果を返します。分解能が 16 ビットよりも大きく設定されて
いると、結果の下位 16 ビットを返します。ADC が 16 ビット シングルエンド モードで構成されている場合
は、代わりに ADC_GetResult32() 関数を使用します。この関数は符号付き 2 進数の 16 ビットの結果し
か返しませんが、その最大の正の値は 32767 であり 65535 ではありません。
パラメータ:
なし
戻り値:
int16: 最後の ADC 変換の 16 ビットの結果。
注意事項:
なし
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PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
int32 ADC_GetResult32(void)
説明:
分解能が 8 ~ 20 ビットの変換の32 ビットの結果を返します。
パラメータ:
なし
戻り値:
int32: 最後の ADC 変換の結果。
注意事項:
なし
void ADC_SetOffset(int32 offset)
説明:
ADC_CountsTo_uVolts()、ADC_CountsTo_mVolts()、および ADC_CountsTo_Volts() 関数で使
用されている ADC オフセットを設定して、電圧変換を計算する前に所定の読みだしからオフセットを減算し
ます。
パラメータ:
int32 offset: 入力がショートしているか、同じ入力電圧に接続している場合に測定される値です。
戻り値:
なし
注意事項:
所定のオフセットを減算することで ADC_CountsTo_uVolts()、ADC_CountsTo_mVolts()、および
ADC_CountsTo_Volts() 関数に影響します。
void ADC_SetGain(int32 adcGain)
説明:
以下の電圧変換関数用にADCゲインを電圧あたりのカウント数で設定します。この値はデフォルトではリファ
レンス電圧および入力範囲設定により設定されます。ADC をさらに調整するために利用するのは既知の入
力、または外部リファレンス電圧が使用されているときにのみにすべきです。
パラメータ:
int32 adcGain: ADC ゲイン (カウント数/電圧) 。
戻り値:
なし
注意事項:
ADC カウントと電圧との間に正しい変換を供給しても、ADC_CountsTo_uVolts()、
ADC_CountsTo_mVolts()、および ADC_CountsTo_Volts() 関数にしか影響しません。
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
void ADC_SelectConfiguration(uint8 config uint8 restart)
説明:
4 つまでの ADC 構成のうちの 1 つを設定します。新しい構成を設定する前に、ADC を停止して電源を落
とします。新しい構成を設定した後で、2 番目のパラメーターの値によって、ADC に電源が入り、変換が再
開されます。このパラメーターの値が 1 の場合、ADC は再開されます。この値がゼロの場合、ADC_Start()
および ADC_StartConvert() を呼び出して変換を再開します。
パラメータ:
uint8 config: コンフィギュレーションオプションは 1 ~ 4 です。
uint8 restart: 再開オプション。1 は ADC を開始し変換を再開することを意味します。0 は ADC も変換
も開始しないことを意味します。
戻り値:
なし
注意事項:
なし
int32 ADC_CountsTo_mVolts(int32 adcCounts)
説明:
ADC 出力を 32 ビットの整数として mV に変換します。例えば、ADC が 0.534 V の場合、戻り値は 534
mV になります。
パラメータ:
int32 adcCounts: ADC 変換からの結果。
戻り値:
int32: 単位 mV の結果。
注意事項:
なし
int32 ADC_CountsTo_uVolts(int32 adcCounts)
説明:
ADC 出力を 32 ビットの整数として µV に変換します。例えば、ADC が
–0.02345 V の場合、戻り値は -23450 µV になります。
パラメータ:
int32 adcCounts: ADC 変換からの結果。
戻り値:
int32: 単位 µV の結果。
注意事項:
なし
float ADC_CountsTo_Volts(int32 adcCounts)
説明:
ADC 出力をフローティングポイントナンバーとして変換します。例えば、ADC が 1.2345 V の電圧であれ
ば、戻り値は +1.2345 V になります。
パラメータ:
int32 adcCounts: ADC 変換からの結果。
戻り値:
フロート: 最後の ADC 変換の結果。
注意事項:
なし
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void ADC_Sleep(void)
説明:
ADC_Sleep() 関数は、コンポーネントがイネーブルされているか否かを確認し、その状態を保存します。
ADC_Stop() 関数を呼び出して、ADC_SaveConfig() を呼び出し、ユーザー構成を保存します。
CyPmSleep() および CyPmHibernate() 関数を呼び出す前に、_Sleep() 関数を呼び出してくださ
い、。電源管理関数については、『PSoC Creator システム リファレンス ガイド』 を参照してください。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
注CyPmSleep() 関数を使って ADC ハードウェアをスリープ状態にする場合は、スリープを解除した後
で、ADC_Start() および ADC_StartConvert() を必ず実行して変換を再開してください。
void ADC_Wakeup(void)
説明:
ADC_Wakeup() 関数は、ユーザー設定を復旧させるために ADC_RestoreConfig() 関数を呼び出しま
す。このコンポーネントが ADC_Sleep() 関数を呼び出す前に有効化された場合、ADC_Wakeup() はコ
ンポーネントを再度有効化します。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
最初に ADC_Sleep() または ADC_SaveConfig() 関数を呼び出すことなく ADC_Wakeup() 関数を
呼び出すと、予期されない挙動を示すことがあります。
void ADC_Init(void)
説明:
[Configure (設定)] ダイアログでの設定に従ってコンポーネントのパラメータを初期化または復元します。
ADC_Start() が呼び出されていれば、この関数を呼び出す必要はありません。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
すべてのレジスタがリセットされ、初期値になります。これによって、コンポーネントが再初期化されます。
void ADC_Enable(void)
説明:
ADC のクロックと電源を有効にします。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
なし
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
void ADC_SaveConfig(void)
説明:
この関数は、コンポーネントの設定を保存します。保持されないレジスタも保存します。この関数は、
[Configure] (設定) ダイアログで定義されている、または該当する API で変更される、現在のコンポーネン
ト パラメータ値も保存します。この関数は、ADC_Sleep()関数に呼び出されます。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
なし
void ADC_RestoreConfig(void)
説明:
この関数は、コンポーネントの設定を復元します。維持されないレジスタも復元します。この関数はまた、コン
ポーネントのパラメータ値を _Sleep() 関数を呼び出す前の状態に復旧します。
パラメータ:
なし
戻り値:
なし
注意事項:
ADC_Sleep() または ADC_SaveConfig() 関数を呼び出す前に、この関数を呼び出した場合、予期し
ない挙動を示すことがあります。
void ADC_SetCoherency(uint8 coherency)
説明:
この関数は、ADC の3ワードの結果のどれがコヒーレンシアンロックを引き起こすかどうかを変えることがで
きます。設定されたバイトが ADC または DMA により読みだされない限り、ADC の結果は更新されませ
ん。デフォルトでは、LSB はコヒーレンシバイトです。DMA または カスタム API が、LSB を最後に読み
出すバイトとして書かれていない場合、このAPIが最後に読み出されるADCの結果バイト位置をセットし
ます。DMA または ARM プロセッサーのどちらかによってマルチバイト読みだしが実行されると、コヒーレン
シは最後に読み出されるワードの任意のバイトに設定できます。
パラメータ:
uint8 coherency: コヒーレンス設定。以下の表は有効なコヒーレンス値を示します。
コヒーレンス オプション
説明
ADC_COHER_LOW
LSB が最後に読み出されるバイトです。
ADC_COHER_MID
真ん中のバイトが最後に読み出されたバイトです。
ADC_COHER_HIGH
MSB が最後に読み出されたバイトです。
戻り値:
なし
注意事項:
何らかの理由でコヒーレンスがを変更されたとき、ADC_GetResult API が使用されるときに LSB に変
更し直す必要があります。
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uint8 ADC_SetGCOR(float gainAdjust)
説明:
この関数は GCOR (ADC Gain) 値を計算し、GCOR レジスタに書き込みます。GCOR 値は 0 ~ 2
のゲインを示す 16 ビットの値です。ADC 結果は、ADC 出力レジスタに配置される前に、この値で乗さ
れます。
この関数を実行した時、古い GCOR 値が gainAdjust 入力で乗されて、GCOR レジスタにリロードリ
されます。GCOR 値は GVAL レジスタに基づいて正規化されます。
パラメータ:
float gainAdjust: この値の有効範囲は 0.000 ~ 1.999 です。
戻り値:
uint8: 補正値が GCOR 値範囲の 0.00 ~ 1.9999 の外にあると、ゼロではない値が返されます。
注意事項:
実際の GCOR 値は GVALレジスタに依存します。GVAL レジスタは GCOR レジスタの有効なビット
数から1を減算した数と等しい値に設定されます。GVAL が 15 (0x0F) であれば、GCOR レジスタの全
ての 16 ビットは有効です。GVAL が 11 (0x0B) であれば、12 ビットだけが有効です。GCOR 値が右
に4つずれると、下位の 4 ビットが失われます。
uint16 ADC_ReadGCOR(void)
説明:
この関数は GVAL 設定に基づいて正規化された現在の GCOR レジスタ値を返します。例えば、GCOR
値が 0x0812 で GVAL レジスタが 11 (0x0B) に設定されていると、戻り値は左に 4 ビット移動します。
(Actual GCOR value = 0x0812, returned value = 0x8120)
パラメータ:
なし
戻り値:
uint16: 正規化された GCOR 値
注意事項:
GCOR 値は GVALレジスタ値に依存します。GVAL 15 (0x0F) よりも小さい値に設定されていると、
GCOR 値は 15からGVALを引いた分だけ右にシフトします。
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
DMA 情報
DMA コンポーネントは ADC_DelSig レジスタからの変換結果を RAM または Digital Filter Block (DFB) な
どの他のコンポーネントに移動するのに使用できます。DMA データ要求信号 (DRQ) は ADC からの EOC ピン
に接続されている必要があります。DMA ウィザードを使って以下のような DMA 動作を構成することができます。
DMA ウィザードでの DMA ソース/デステ
ィネーションの名前
方向
DMA Req DMA Req
Signal
Type
説明
ADC_DelSig_DEC_SAMP_PTR
source
(ソース)
EOC
エッジ
分解能が 8 ビットの入力アナログ値の 1 バイト
の変換結果を受け取ります。
ADC_DelSig_DEC_SAMPM_PTR
source
(ソース)
EOC
エッジ
分解能が 9 ~ 16 ビットの入力アナログ値の 2
バイトの変換結果を受け取ります。
ADC_DelSig_DEC_SAMPH_PTR
source
(ソース)
EOC
エッジ
分解能が 17 ~ 20 ビットの入力アナログ値の
3 バイトの変換結果を受け取ります。
ファームウェア ソースコードの例
PSoC Creator は、[Find Example Project (プロジェクト例を検索)] ダイアログに数多くのプロジェクト例を提
供しており、そこには回路図およびコード例が含まれています。コンポーネント固有の例を見るには、
[Component Catalog (コンポーネント カタログ)] または回路図に置いたコンポーネント インスタンスからダイアロ
グを開きます。一般例については、[Start Page (スタート ページ)] または File メニューからダイアログを開きます。
必要に応じてダイアログにある Filter Options を使用し、選択できるプロジェクトのリストを絞り込みます。
詳しくは、PSoC Creator ヘルプの「Find Example Project (プロジェクト例を検索)」を参照してください。
機能説明
デルタ シグマ チャネルには以下のブロックがあります:

不必要な場合はバイパスできる(電源も落とせる)高入力インピーダンスフロントエンドバッファ (ゲインはプログ
ラマブル) 。


完全な差動のプログラマブルな三次のスイッチットキャパシタモジュレータ。

ANAIF - アナログ インターフェース ロジック ブロックは入力バッファおよび変調器の制御用のレジスタで構成さ
れています。
ダウンストリームデジタルフィルタリングは 4 次のカスケード積分くし型(CIC)フィルタ(デシメータとも呼ばれる)と、
CIC フィルタから離れる前にデータに対してオプションで増幅やオフセットや単純な FIR フィルタリング機能など
を行う、後処理エンジン(cicdec4_pproc)から構成されています。
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入力バッファがないと、スイッチトキャパシタ入力段は各サイクル中、コンデンサを充電するために電流を消費しま
す。その場合、等価の入力抵抗は、1/(fs × C)、すなわち 1/((3 MHz) × (5 pF)) = 66 kΩ のオーダーです。
多くのセンサー アプリケーションは、正確な読み取りを行うために、より高いインピーダンスを必要とします。そのため、
入力バッファがデルタ シグマ チャネルの一部になっています。
入力バッファはアプリケーションによっては、アースに近い信号を取り扱う必要があり、場合によっては電源レールに
近い電圧で動作しなくてはなりません。入力バッファ アーキテクチャは、2 つのシングルエンド バッファがあり、それら
で差動チャネルを作ります。チャネルにはどちらのバッファを選択してもかまいません。チャネルがシングルエンド モー
ドで動作する場合、入力の 1 つがアースレールに接続され、対応するバッファはバイパスされます。バッファは個別
に電源を落とすことができます。バッファには 2 つの主要な操作モードがあります。

レベル シフト モード:バッファの出力は、入力が 0-V 入力ど同相電圧範囲に近いとき、レベルを入力電圧よ
り上にシフトすることができます。

[Rail to Rail] モード:このモードは入力が [Rail to Rail] の場合に使用されます。
図 8. ADC バッファ構造
スイッチトキャパシタの実装は図 9 に示されています。ダイナミック エレメント マッチング (DEM) ブロックは、9 レベ
ル量子化のもとで操作するとき、モジュレーターのスイッチトキャパシタ型 DAC フィードバックの不一致が原因であ
るエラーを形成します。バッファと変調器が特定のアプリケーションに対して適切に設定されていると、変調器の変
動レベル プログラム可能な量子化器 (レベル 2、3 または 9) は「量子化された」ビット ストリームを作り出します。
この量子化されたビット ストリームは幅が 8 ビットで、温度測定形式です。温度測定量子化コードをデシメータ
ーで使用するために 2 の補足形式に変換します。
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
図 9. スイッチトキャパシタデルタ シグマ変調器の構造
レジスタ
サンプルのレジスタ
ADC の結果は 8 ~ 24 ビットの分解能です。出力は 3 つの 8 ビット レジスタに分けられます。CPU または
DMA はこれらのレジスタをアクセスして ADC の結果を読み取ります。
ADC_DEC_SAMP (ADC 出力データ サンプル ロー レジスタ)
ビット
7
6
5
4
値
3
2
1
0
3
2
1
0
Data[7:0]
ADC_DEC_SAMPM (ADC 出力データ サンプル ミドル レジスタ)
ビット
7
6
値
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5
4
Data[15:8]
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
ADC_DEC_SAMPH (ADC 出力データ サンプル ハイ レジスタ)
ビット
7
6
5
4
値
3
2
1
0
Data[23:16]
PSoC 3 用 DC 電気的特性と AC 電気的特性
次の値は予想されるパフォーマンスを示唆したもので、初期の特性データに基づいています。特記されていない場
合の動作条件:




連続サンプル モードでの動作
fclk = 3.072 MHz 分解能 = 16 〜 20 ビット、fclk = 6.144 MHz 分解能 = 8 〜 15 ビット
参照 = 1.024 V P3[2] または P0[3] にバイパスされる内部リファレンス
特記されていない限り、すべての図とグラフは Typ.値を示します
PSoC 3 用デルタ シグマ ADC の DC 仕様
パラメータ
説明
最小値
Typ
分解能
8
–
20
ビット
チャネルの数、シングル エンド
–
–
GPIO の
数
–
4
最大値
単位
チャネルの数、差動
差動ペアは、一組の GPIO を使用
して形成します。
–
–
GPIO の
数/2
–
繰り返し
有
–
–
–
–
Ge
ゲインエラー
3
バッファ付き、バッファ ゲイン = 1、
入力範囲 = ±1.024V、
16 ビットモード
–
–
±0.2
%
Gd
ゲイン ドリフト
バッファ付き、バッファ ゲイン = 1、
入力範囲 = ±1.024V、
16 ビットモード
–
–
50
ppm/
°C
VOS
入力オフセット電圧
バッファリングされている
–
–
±0.1
mV
TCVOS
ADC TC 入力オフセット電圧
温度係数、入力オフセット電圧
–
–
55
µV/°
C
VSSA
–
VDDA
V
4
入力電圧範囲、シングル エンド
3
条件
5
トータルゲイン エラーは ADC エラーとバッファ エラーの合計です。
トータルオフセット電圧エラーはバッファ VOS および ADC VOS の合計です。
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パラメータ
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
説明
入力電圧範囲、差動(バッファなし)
条件
6
入力電圧範囲、差動(バッファ) 6
最小値
Typ
最大値
単位
VSSA
–
VDDA
V
VSSA
–
VDDA – 1
V
PSRRb
電源ノイズ除去比、バッファ 6
バッファ ゲイン = 1、16 ビット、
範囲= ±1.024 V
90
–
–
dB
CMRRb
同相除去比、バッファ付き 6
バッファ ゲイン = 1、16 ビット、
範囲 = ±1.024V
85
–
–
dB
INL20
積分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±32
LSB
DNL20
微分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±1
LSB
INL16
積分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±2
LSB
DNL16
微分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±1
LSB
INL12
積分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±1
LSB
DNL12
微分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±1
LSB
INL8
積分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±1
LSB
DNL8
微分非直線性 6
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
–
±1
LSB
Rin_Buff
ADC 入力抵抗
入力バッファ使用
10
–
Rin_ADC
16
ADC 入力抵抗
入力バッファはバイパス、16 ビット、
範囲 = ±1.024V
–
74
Rin_ADC
12
ADC 入力抵抗
入力バッファはバイパス、16 ビット、
範囲 = ±1.024V
Cin_G1
ADC 入力容量 6
ゲイン = 1
VEXTREF
ADC 外部リファレンス入力電圧
ピン P0[3]、P3[2]
IDD_20
消費電流、20 ビット 6
IDD_16
–
M
7
–
k
–
148
7
–
k
–
5
–
pF
0.9
–
1.3
V
187 sps、バッファなし
–
–
1.25
mA
消費電流、16 ビット66
48 ksps、バッファなし
–
–
1.2
mA
IDD_12
消費電流、12 ビット 6
192 ksps、バッファなし
–
–
1.4
mA
IBUFF
バッファの電流消費 6
–
–
2.5
mA
消費電流
5
VSSA ~ 6 × VBG 範囲は VDDA 電源供給を直接測定するために使用されます。実際のスケールは VDDA に制限されています。
6
デバイスの特性評価に基づく値(生産試験されたものではない)
7
ADC 入力時のスイッチト キャパシタを使用すると、実質的な入力抵抗が作成されます。ゲインおよびビット定数の数を保持、抵抗はクロック周波数
の逆数に比例。この値は計算されますが、測定されていません。詳細については、「テクニカル リファレンス マニュアル」を参照してください。
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PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
PSoC 3 用デルタ シグマ ADC の AC 仕様
パラメータ
説明
条件
–
–
バッファ ゲイン = 1、16 ビット、
範囲= ±1.024 V
–
–
起動時間
THD
全高調波歪み
8
最小値 Typ 最大値
4
単位
サンプル
0.0032 %
20 ビット分解能モード
SR20
サンプリング速度 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
7.8
–
187
sps
BW20
最大サンプリングレートでの入力帯域幅 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
40
–
Hz
16 ビット分解能モード
SR16
サンプリング速度 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
2
–
48
ksps
BW16
最大サンプリングレートでの入力帯域幅 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
11
–
kHz
SINAD16int
信号対ノイズ比、16 ビット、内部参照 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
81
–
–
dB
SINAD16ext 信号対ノイズ比、16 ビット、外部参照 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
84
–
–
dB
12 ビット分解能モード
SR12
サンプル レート、連続モード、高パワー 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
4
–
192
ksps
BW12
最大サンプリングレートでの入力帯域幅 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
44
–
kHz
SINAD12int
信号対ノイズ比、12 ビット、内部参照 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
66
–
–
dB
8 ビット分解能モード
8
SR8
サンプル レート、連続モード、高パワー 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
8
–
384
ksps
BW8
最大サンプリングレートでの入力帯域幅 8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
–
88
–
kHz
SINAD8int
信号対ノイズ比、8 ビット、内部リファレン
ス8
範囲 = ±1.024V、バッファなし
43
–
–
dB
デバイスの特性評価に基づく値(生産試験されたものではない)
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®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
デルタシグマ ADC サンプル レート、範囲 = ±1.024V
連続
マルチ サンプル
マルチ サンプル ターボ
分解能(単位:ビット)
最小値
最大値
最小値
最大値
最小値
最大値
8
8000
384000
1911
91701
1829
87771
9
6400
307200
1543
74024
1489
71441
10
5566
267130
1348
64673
1307
62693
11
4741
227555
1154
55351
1123
53894
12
4000
192000
978
46900
956
45850
13
3283
157538
806
38641
791
37925
14
2783
133565
685
32855
674
32336
15
2371
113777
585
28054
577
27675
16
2000
48000
495
11861
489
11725
17
500
12000
124
2965
282
6766
18
125
3000
31
741
105
2513
19
16
375
4
93
15
357
20
8
187.5
2
46
8
183
図
デルタ シグマ ADC IDD 対 sps、バッファなし
デルタ シグマ ADC IDD 対 sps、バッファあり
2.5
2.5
2
mA
2
mA
1.5
1.5
1
8
10
12
14
16
18
20
0.5
0
0.01
1
8
10
12
14
16
18
20
0.5
0
0.1
1 ksps 10
Document number: 001-79705 Rev**
100
1000
0.01
0.1
1 ksps 10
100
1000
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®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
デルタシグマ ADC ノイズ ヒストグラム、1000 サンプル、20 ビ
ット、187 sps、外部リファレンス、VIN = VREF/2、
範囲 = ±1.024V
デルタシグマ ADC ノイズ ヒストグラム、1000 サンプル、16 ビット、
48 ksps、外部リファレンス、VIN = VREF/2、
範囲 = ±1.024V
50
70
60
40
50
30
%
%
40
30
20
20
10
10
16168
16166
16164
16162
16160
16158
16154
16156
0
265006
265004
265002
265000
264998
264996
264994
264992
0
Counts, 16 bit
Counts, 20 bit
デルタシグマ ADC ノイズ ヒストグラム、1000 サンプル、16 ビ
ット、48 ksps、内部リファレンス、VIN = VREF/2、
範囲 = ±1.024V
デルタ シグマ ADC INL 対最大サンプル レートにおける分解能
18.00
16.00
14.00
40
12.00
INL[LSB]
50
%
30
10.00
8.00
6.00
20
4.00
16164
16162
16160
16158
16156
0.00
16154
0
16152
2.00
16150
10
8
10
12
14
16
18
20
Resolution [bits]
Counts, 16 bit
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®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
デルタシグマ ADC RMS ノイズ対入力範囲とサンプルレート、20 ビット、外部リファレンス、シングルエンド
RMS ノイズ、カウント
入力電圧範囲
サンプルレート (sps)
0 から VREF
0 から VREF x 2
VSSA ~ VDDA
0 から VREF x 6
8
1.28
1.24
6.02
0.97
23
1.33
1.28
6.09
0.98
45
1.77
1.26
6.28
0.96
90
1.65
0.91
6.84
0.95
187
1.87
1.06
7.97
1.01
デルタ シグマ ADC RMS ノイズ対入力範囲およびサンプル レート、20 ビット、外部リファレンス、差動
RMS ノイズ、カウント
入力電圧範囲
サンプルレート (sps)
±VREF
±VREF/2
±VREF/4
±VREF/8
±VREF/16
8
0.70
0.84
1.02
1.40
2.65
11.3
0.69
0.86
0.96
1.40
2.69
22.5
0.73
0.82
1.25
1.77
2.67
45
0.76
0.94
1.02
1.76
2.75
61
0.75
1.01
1.13
1.65
2.98
170
0.75
0.98
187
0.73
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無効な動作領域
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PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
デルタ シグマ ADC INL 対出力コード、16 ビット、
48 ksps、25 °C VDDA = 3.3 V
デルタ シグマ ADC INL 対出力コード、16 ビット、
48 ksps、25 °C VDDA = 3.3 V
入力キャパシタンス値 (pF 単位) 分解能 8 ~ 20 の各入力範囲に使用
入力範囲
入力キャパシタンス (pF)
8 ~ 15 の分解能
16 ~ 20 の分解能
VSS ~ VREF (シングル)
0.896
3.888
VSS ~ VREF *2 (シングル)
0.896
3.888
VSS ~ VDD (VDD/3 シングル)
1.088
1.888
VSS ~ VDD (VDD/4 シングル)
1.088
1.392
VSS ~ VREF *6 (シングル)
0.992
0.992
± VREF (Diff)
0.896
3.888
± VREF*2 (Diff)
1.088
2.192
± VREF*6 (Diff)
0.992
0.992
± VREF/2 (Diff)
1.600
6.000
± VREF/4 (Diff)
2.800
12.000
± VREF/8 (Diff)
3.488
17.588
± VREF/16 (Diff)
5.696
17.200
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®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
PSoC 5 用 DC 電気的特性と AC 電気的特性
次の値は予想されるパフォーマンスを示唆したもので、初期の特性データに基づいています。特記されていない場
合の動作条件:




連続サンプル モードでの動作
fclk = 3.072 MHz 分解能 = 16 〜 20 ビット、fclk = 6.144 MHz 分解能 = 8 〜 15 ビット
参照 = 1.024 V P3[2] または P0[3] でバイパスされる内部リファレンス
特記されていない限り、すべての図とグラフは標準値を示します
PSoC 5 用デルタ シグマ ADC の DC 仕様
パラメータ
Ge
Gd
VOS
TCVOS
説明
条件
最小値
Typ
最大値
分解能
8
–
20
チャネルの数、
シングル エンド
–
–
GPIO の
数
単位
ビット
チャネルの数、差動
差動ペアは、一組の GPIO を
使用して形成
–
–
GPIO の
数 /2
繰り返し
有
–
–
–
ゲインエラー
レベルシフトをバッファ、バッファ
ゲイン = 1、差動範囲 ±
1.024 V、25 °C、16 ビット
–0.6
–
0.6
%
バッファなし、差動範囲 ±
1.024 V、25 °C、16 ビット
–0.3
–
0.3
%
レベルシフトをバッファ、バッファ
ゲイン = 1, 範囲 ±1.024
V、16 ビット
–
–
60
ppm/°
C
バッファなし、範囲 = ±1.024
V、16 ビット
–
–
70
ppm/°
C
レベルシフトをバッファ、16 ビッ
トモード、VDDA = 2.7V,
25 °C
–650
–
650
µV
バッファなし、16 ビットモード、
VDDA = 2.7V、25 °C
–200
–
200
µV
レベルシフトをバッファ、バッファ
ゲイン = 1、16 ビット範囲 =
±1.024 V、VDDA < 3.6 V
–
10
–
ゲイン ドリフト
入力オフセット電圧
温度係数、入力オフセット
電圧
Document number: 001-79705 Rev**
µV/°C
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
パラメータ
説明
条件
最小値
Typ
最大値
–
–
0.45
µV/°C
シングルエンド、バッファなし
VSSA
–
VDDA
V
差動、バッファなし
VSSA
–
VDDA
V
差動、レベル シフトをバッファ
VSSA
–
VDDA – 1
V
–
80
–
dB
90
–
–
dB
–
85
–
dB
バッファなし、範囲 = ±
1.024V
85
–
–
dB
バッファなし、16 ビット、範囲
= ±1.024 V
入力電圧範囲
PSRRb
9
電源ノイズ除去比 - 16 ビ
ット 9
レベルシフトバッファ、バッファ ゲ
イン = 1、16 ビット範囲 = ±
1.024 V、VDDA < 3.6 V
バッファなし、範囲 = ±
1.024V
CMRRb
9
同相除去比、16 ビット 9
®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
レベルシフトバッファ、バッファ ゲ
イン = 1、範囲 = ±1.024
V、VDDA < 3.6 V
単位
INL20
20 ビット用 INL 9
差動範囲 ±1.024 V
–
–
32
LSB
DNL20
20 ビット用 DNL 9
差動範囲 ±1.024 V
–
–
1
LSB
INL16
積分非直線性
16 ビット 9
差動範囲 ±1.024 V
–
–
2
LSB
DNL16
差動非直線性 16 ビット9
差動範囲 ±1.024 V
–
–
1
LSB
INL12
12 ビット用 INL 9
差動範囲 ±1.024 V
–
–
1
LSB
DNL12
12 ビット用 DNL 9
差動範囲 ±1.024 V
–
–
1
LSB
INL8
8 ビット用 INL 9
差動範囲 ±1.024 V
–
–
1
LSB
DNL8
8 ビット用 DNL
差動範囲 ±1.024 V
–
–
1
LSB
Rin_Buff
ADC 入力抵抗
10
–
–
MΩ
–
kΩ
–
kΩ
1
入力バッファ使用
10
Rin_ADC_16 ADC 入力抵抗
入力バッファはバイパス、
16 ビット、範囲 = ±1.024V
–
74
Rin_ADC_16 ADC 入力抵抗
入力バッファはバイパス、
12 ビット、範囲 = ±1.024V
–
148
10
デバイスの特性評価に基づく値(生産試験されたものではない)
10
ADC 入力時のスイッチト キャパシタを使用すると、実質的な入力抵抗が作成されます。ゲインおよびビット定数の数を保持、抵抗はクロック周波
数の逆数に比例。この値は計算されますが、測定されていません。詳細については、テクニカル リファレンス マニュアルを参照してください。
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®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
パラメータ
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
説明
条件
最小値
Typ
最大値
0.9
–
1.3
単位
ADC 外部リファレンス入
力電圧、リファレンス電圧
の仕様の内部リファレンス
も参照してください
ピン P0[3]、P3[2]
IDD_20
電流消費、
20 ビット、187 sps 9
バッファリングされていない
–
–
4
mA
IDD_16
電流消費、
16 ビット、48 ksps 9
バッファリングされていない
–
–
4
mA
IDD_12
電流消費、
12 ビット、192 ksps 9
バッファリングされていない
–
–
4.5
mA
IDD_8
電流消費、
8 ビット、384 ksps 9
バッファリングされていない
–
–
4.5
mA
IBUFF
電流消費、
16 ビット、48 ksps 9
バッファのみ
–
–
3.5
mA
VEXTREF
V
消費電流
PSoC 5 用デルタ シグマ ADC の AC 仕様
パラメータ
最小
値
Typ
最大値
–
–
4
–
–
0.006
差動範囲 ±1.024 V
7.8
–
187
sps
差動範囲 ±1.024 V
–
40
–
Hz
差動範囲 ±1.024 V
2
–
48
ksps
差動範囲 ±1.024 V
–
11
–
kHz
説明
条件
起動時間
THD
全高調波歪み、
11
16 ビット
バッファなし、範囲 = ±
1.024V
単位
サンプル
%
20 ビット分解能モード
SR20
サンプリング速度、20 ビット
BW20
帯域幅、20 ビット
11
11
16 ビット分解能モード
11
SR16
サンプリング速度、16 ビット
BW16
帯域幅、16 ビット
SINAD16int
信号対ノイズ比 + 歪 - 16 ビッ
11
ト、内部参照
バッファなし、範囲 = ±
1.024V
81
–
–
dB
SINAD_16ext 信号対ノイズ比 + 歪、16 ビッ
11
ト、外部参照
バッファなし、範囲 = ±
1.024V
84
–
–
dB
11
11
デバイスの特性評価に基づく値(生産試験されたものではない)
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®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
パラメータ
最小
値
Typ
最大値
差動範囲 ±1.024 V
4
–
192
ksps
差動範囲 ±1.024 V
–
44
–
kHz
バッファなし、範囲 = ±
1.024V
66
–
–
dB
差動範囲 ±1.024 V
8
–
384
ksps
差動範囲 ±1.024 V
–
88
–
kHz
バッファなし、範囲 = ±
1.024V
43
–
–
dB
説明
条件
単位
12 ビット分解能モード
11
SR12
サンプリング速度、12 ビット
BW12
帯域幅、12 ビット
SINAD12int
信号対ノイズ比 + 歪、12 ビッ
11
ト、内部リファレンス
11
8 ビット分解能モード
11
SR8
サンプリング速度、8 ビット
BW8
帯域幅、8 ビット
SINAD8int
信号対ノイズ比 + 歪、8 ビット、
11
内部リファレンス
11
リファレンス電圧の仕様
PSoC 5 用デルタ シグマ ADC の DC 仕様の VEXTREF の下にある ADC 外部リファレンス仕様も参照してくだ
さい。
パラメータ
VREF
説明
最小値
Typ
1.017
(–0.7%)
1.024
12
–
–
57
ppm/°C
長時間ドリフト
–
100
–
ppm/Khr
–
100
–
ppm
高精度リファレンス電圧
温度ドリフト
熱サイクル ドリフト(安定性)
12
条件
初期トリム
12
最大値
単位
1.033 V
(+0.9%)
デバイスの特性評価に基づく値(生産試験されたものではない)
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PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
コンポーネントの変更
ここでは、前のバージョンからコンポーネントに加えられた主な変更を示します。
バージョン
変更の説明
変更の理由 / 影響
2.20.a
データシートの修正
2.20
3 つの新しい API である
ADC_SetCoherency()、
ADC_SetGCOR() および
ADC_ReadGCOR() が実行されています
ADC_SetCoherency() はコヒーレンス レジスタを設定します バイト
のコヒーレンスを簡単に変えることができます。
4 つの新しいバイパス リファレンス オプションを
追加しました。
Vdda/3 および Vdda/4 リファレンス用のバイパス リファレンス オプショ
ンです
コメントおよび構成名パラメータを追加しました
構成パラメータは ADC 構成に一意の名前付けをします。
ADC_SetGCOR() はゲイン修正レジスタを設定します。
ADC_ReadGCOR() は標準化された GCOR レジスタ値を読み取
ります。
コメント パラメータは構成の使用を説明します。
PSoC 5 の ADC_Stop() API の変更
停止したとき、PSoC 5 と使用するとき、コンポーネントが関連してい
ないアナログ信号に影響しないようにするための変更です。
ADC 電力設定の変更は、ADC クロック周波
数に基づいています
ADC コンポーネントの電力利用を最適化します。
ADC_SelectConfiguration() API の問題を
解決しました
ADC_Start() を呼び出すことなく ADC_SelectConfiguration()
API を呼び出すことが期待通りにできるようになりました。
データシートに PSoC 5 特性データを追加しま
した
データシートのプレースホルダー グラフを実際の
データで更新しました
外部チャージポンプ クロックがデフォルトのオプシ ADC は内部クロックの代わりに外部チャージポンプ クロックを必ず使
ョンで、ユーザーは選択できません。
用するようになりました。これは最適なチャージポンプ クロック周波数を
保証し、ADC パフォーマンスを最大限にするためです。
2.10
2 つの差動入力範囲
これらの入力範囲は名前にエラーがあります。
±0.128 V(–Input ± Vref/8)
±0.064 V(–Input ± Vref/16)
注意事項:
名前が変更されています。
2.0 より古いバージョンを使用する既存のデザインを ADC_DelSig の
2.10 でアップデートすると、パラメータの評価が失敗したというエラーメ
ッセージが生じることがあります。
問題を解決するには、[Configure (構成)] ダイアログを開き、次に入
力モードのセレクションをトグルします。OK をクリックして、ダイアログを
終了してから、プロジェクトを構築します。
Document number: 001-79705 Rev**
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Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
バージョン
変更の説明
®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
変更の理由 / 影響
2 つの新しいリファレンス オプションを追加:内
部 VDDA/4 および 内部 VDDA/3。
PSoC 3 ADC のリファレンス入力である 0.9 V ~ 1.3 V は狭いの
で、VDDA が 3.6 V 未満の場合、VSS から VDDA のレシオメトリック範
囲が不適切に作動することがあります。この新しい VDDA/3 リファレンス
がこの問題を修正します。
リファレンス値を変更すると、入力範囲のリスト
に影響を及ぼします。
入力範囲リストのアップデートは、選択したリファレンス電圧に基づいて
います。
エラー プロバイダが Vref Value パラメータに追
加されています。
これは Vref の値が予想される範囲である 0.9V ~ 1.3V を超えた場
合、ユーザーに警告します。
ADC クロック周波数は、入力範囲の選択に
依存するようになりました。
ADC クロック周波数は、選択した入力範囲に依存します。ADC 最
大クロック周波数は、入力範囲に基づいて異なります。ADC クロック
周波数が選択した入力範囲に対して最大クロック周波数を超えた場
合、エラー シンボルがクロック周波数テキスト ボックスに設定されます。
オフセット計算で問題を修正しました。
分解能 9、10、11、13、14 および 15 の 0 ~ 2*Vref シングル エン
ドが予想通りに作動するようになりました。
DMA ウィザード ツール生成コードで問題を修
正しました。
分解能が 8 ビットを超えても、DMA ウィザード ツールは適切な ADC
出力レジスタを使用します。
データシートに特性データを追加
データシートのマイナーな編集と更新
2.0
入力範囲パラメータを変更:4 つの新しい入力 ADC_DelSig の 2.10 で既存のプロジェクトアップデートすると、この
範囲を追加しました:
変更でパラメータの評価が失敗したというエラーメッセージが生じること
があります。
Vssa ~ 6*Vref
±6.144 V(–Input ± 6*Vref)
±0.125 V(–Input ± Vref/8)
問題を解決するには、[Configure (構成)] ダイアログを開き、次に入
力モードのセレクションをトグルします。OK をクリックして、ダイアログを
終了してから、プロジェクトを構築します。
±0.0625 V(–Input ± Vref/16)
注意 この変更で、既存のデザインが壊れる可
能性があります。
PSoC 3 ES2 以降または PSoC 5 以降をサ
ポートするためにアップデートしました。
このバージョンは PSoC 3 ES2 以降および PSoC 5 以降をサポート
します。コンポーネントの古いバージョンは、シリコンの新しいバージョン
で使用すると、エラー メッセージが表示されます。
Sleep/Wakeup (スリープ/ウェイクアップ) と
Init/Enable (初期化/有効化) API を追加。
ローパワー モードをサポートし、ほとんどのコンポーネントの初期化と有
効化の制御を分離する共通インターフェースを提供するため。
新しいパラメータを追加:入力モードおよびバッ
ファ モードです。
これらの新しいパラメータは、ADC_DelSig コンポーネントの古いバー
ジョンにはありませんでした。コンポーネントのバージョン 2.0 にアップデ
電力パラメータを削除し、新しい変換モード「シ ートするとき、新しいパラメータはデフォルトの値になります。入力モード
パラメータのデフォルト値は「差動」です。入力モードパラメータは入力
ングル サンプル」を追加しました。
範囲 の選択を推進します。そのため、かつて「シングル エンド」入力範
囲で構成したアップデートされたコンポーネントは、「差異」というデフォ
ルト値になります。
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Document number: 001-79705 Rev**
®
PSoC Creator™ コンポーネントのデータシート
バージョン
Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC_DelSig)
変更の説明
変更の理由 / 影響
コンポーネントに DMA 能力ファイルを追加しま このファイルでは ADC_DelSig を PSoC Creator の DMA Wizard
した。
ツールでサポートすることができます。
Keil 関数の再入可能性サポートを API に追
加しました。
顧客が個々に生成された関数を再入可能性として指定する能力を
追加しました。
[Configure (設定)] ダイアログが編集されまし
た。
電圧リファレンスパラメータが編集可能になりました。
異なる構成を追加し、ラインタイム中に構成の変更をサポートするよう
にしました。
ダイアログは VSSA ~ VDDA 入力範囲が選択されたとき、電圧値を修
正することができます。
選択された入力範囲に対して、ADC 実装に
トリム値が組み込まれます。
トリム値はデシメータのゲインを調整し、ADC のパフォーマンスを改善
するために使用されます。
ヘッダー ファイルに定数を追加し、使い方が簡
単になりました。
ADC コンポーネントは使用されたリファレンス、ゲイン設定、使用され
たモード、使用されたサンプリング速度などの定数があり、アプリケーシ
ョン上で使用することができます。
ADC DelSig コンポーネントに新しい接続オプ
ションが追加されました。
これはモジュレーターの -ve 入力を AGL6 に接続するために使用でき
ます。
充電ポンプ電力設定がクロック周波数により有 8 ビット ADC 範囲に問題がありました。充電ポンプ電力設定ビットを
効になりました。
DSM_CR16 レジスタの ADC クロックに対して設定しなかったために
起きました。ADC コードは ADC クロック周波数により、これらのビット
を設定するよう修正されました。
SetPower API を削除しました。
SetPower API は機能していない API でした。価値がなかったため、
意図的に削除されました。コードにこの関数があった場合、削除する
必要があります。
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