1．简介

    ADSP一21 msp58／59是通用混合信号(模拟加数字信号)的DSP芯片。它适合于数字移动无线电、电信、声呐、声音合成与压缩、消声和自适应滤波和医学仪器等应用领域。

    2．模拟接口组成

    ADSP一21 msp58／59有一个模拟信号接口，包括：1个16位ADC和1个DAC，1套存储器映射的数据寄存器和控制寄存器。

    (1)ADC部件

ADSP一21msp58／59模拟接口的A／D转换电路包括：1个输入多路复用器、1个增益可控的放大器(PGA)和1个∑一△模／数转换器(ADC)。

模拟输入被内部的片内参考电平偏置，使得ADSP一21msp58／59能在单个+5 V电源下工作。模拟输入应该是交流耦合的。

模拟多路复用器可选择NORM或AUX作为输入，由ADSP一21msp58／59的模拟控制寄存器的位1(IMS位)控制。该模拟控制寄存器映射到数据存储器的0x3FEE单元处。在处理模拟输入信号期间，不能改变多路复用器的设置。

    ADC的PGA可以把信号放大6 dB、20 dB或26 dB。这由模拟控制寄存器的第9位和第0位(IGl、IG0)来指定。∑一△调制器的输入信号幅度不能超过ADSP一21msp58／59数据手册中给出的VINMAX值。

    为了将ADC的空闲音从4．0 kHz的语音带宽中移出，在ADC的输入上应该加一个偏移量，由模拟控制寄存器的位10控制。所加的偏移量必须能被ADC的高通滤波器滤除，因此在加上偏移量的情况下，必须插入高通滤波器。也就是说，不能将该高通滤波器旁路。

    模拟接口的ADC包括1个四阶的模拟∑一△调制器、1个抗混叠抽头滤波器和1个数字高通滤波器。∑一△调制器将信号波形噪声化，并产生频率为1．0 MHz的1比特采样值。这个代表模拟输入信号的码流被馈送到抗混叠抽头滤波器中。

    (2)DAC部件

    DAC采用与ADC相同的原理实现数字滤波器和∑一△调制器。DAC包括1个数字高通滤波器、1个抗混叠内插滤波器和1个数字∑一△调制器。

    DAC接收来自于ADSP一21msp58／59的DAC发送数据寄存器的16位数据。该发送数据寄存器被映射到数据存储器的0x3FEC单元。数据流先经过高通滤波器滤波，再经过抗混叠内插滤波器滤波。这些滤波器的特性与ADC的抗混叠抽头滤波器和数字高通滤波器相同。

    内插滤波器的输出被馈送到DAC的数字∑一△调制器中，以1．0 MHz的频率把16位的数据转换为1比特的样值。调制器将信号波形噪声化，使处理中的固有误差在转换器的通频带中最小。

    ∑一△调制器输出的位流被馈送到DAC的模拟平滑滤波器中，由其转换为模拟电压。

    (3)模拟输出信号

    ADSP一21msp 58／59的模拟输出信号(VOUTP～VOUTN)是由一个差分放大器产生的。差分放大器满足大于2 kΩ的负载(RL≥2 kΩ)，最大的差分输出电压摆动的峰一峰值为±3.156 V(3．17 dB)。DAC可以驱动小于2 kΩ的负载，但性能会降低。

    输出信号由片上参考电压(VREF)直流偏置，可以直接交流耦合到负载，也可直流耦合到外部放大器。

    VOUTP～VOUTN输出必须作为差分信号使用，否则性能将大大降低。因此，不要把其中一个信号用做单独的输出信号。

    (4)模拟接口操作

    ADSP一21msp 58／59模拟接口的操作，要用到几个存储器映射的控制寄存器和数据寄存器。DAC和ADC的I／O数据在两个存储器映射的数据寄存器中发送和接收。数据也可以在数据寄存器和片内存储器之间进行自动缓冲。输入和输出过程是由中断驱动的。ADSP一21msp58／59有两个用于模拟接口的中断，一个用于接收数据，一个用于发送数据。

    注意：ADSP一21msp58／59必须有一个13 MHz的输入时钟。在此频率下，模／数转换和

  数／模转换的数据以8 kHz的频率传送，即每隔125 μs传送1个16位字。

    3．接口设计

    (1)模拟信号接口

    图7·6是推荐的ADSP一21msp58／59模拟输入引脚(VINNORM或VINAUX)上的输入电路。图中电路实现了一个一阶低通滤波器(R1C1)。该滤波器的3 dB点带宽应小于40 kHz。这是惟一要在处理器外实现的滤波器，以防止采样信号的混叠。

    VINNORM  VINAUX被ADSP一21msp58／59的内部参考电压偏置(一般为2．5 V)，允许模拟接口用单电源操作。输入信号由外部电容器交流耦合。外部电容器的容量C。的值由模拟口输入端的输入电阻(200 kΩ)和需要的截止频率决定，截止频率≤30 Hz。以下各等式用于计算R1、C1、C2的值；R，应该≤2．2 kΩ，C2应≥0.027μF，C1=C2。

    (2)模拟信号输出

    ADSP一21msp58／59的差分模拟输出(VOUTP—VOUTN)由片内差分放大器产生。差分放大器满足大于2 kΩ的负载(R。≥2 kQ)。最大的差分输出峰一峰电压摆动为土3．156(3·17dB)。DAC可以驱动小于2 kQ的负载，但性能会下降。输出信号由片上参考电压(VREF)

    直流偏置，可以直接交流耦合到负载或直流耦合到外部放大器中。

    图7·7是一个为模拟输出提供交流耦合的简单电路。其中电容COUT是可选的，可按下式

    计算：

VOUTP～VOUTN必须采用差分输出，不要把其中一个信号用做单独的输出信号。

  图7．8N示电路使差分输出变为单端输出，其中用到了一个差分一单端放大器(ADI公司的SSM一2141)。