?? ——12位高速adc存儲電路設計與實現.htm
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<TD align=middle height=31><FONT size=4><B>12位高速ADC存儲電路設計與實現
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<TD align=middle height=15>文章作者:劉延華 張承學 代 芬<BR>文章類型:設計應用
文章加入時間:2003年8月28日14:25</TD></TR>
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<TD align=right><FONT color=#cc0000>文章出處:單片機及嵌入式系統應用</FONT> </TD></TR>
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<B>摘要:</B></FONT>在高速數據采集中,高速ADC的選用和數據的存儲是兩個關鍵問題。本文介紹一種精度為12位、采樣速率達25Msps的高速模數轉換器AD9225,并給出其與8位RAM628512存儲器的接口電路。由于存儲操作的寫信號線是關鍵所在,故給出其詳細的獲取方法。<SPAN
style="FONT-FAMILY: 宋體; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'"><BR>
<B>關鍵詞:</B></SPAN>高速ADC 高速數據采集 AD9225
<P><B>1 AD9225的結構</B></P>
<P> AD9225是ADI公司生產的單片、單電源供電、12位精度、25Msps高速模數轉換器,片內集成高性能的采樣保持放大器和參考電壓源。AD9225采用帶有誤差校正邏輯的四級差分流水結構,以保證在25Msps采樣率下獲得精確的12位數據。除了最后一級,每一級都有一個低分辨率的閃速A/D與一個殘差放大器(MDAC)相連。此放大器用來放大重建DAC的輸出和下一級閃速A/D的輸入差,每一級的最后一位作為冗余位,以校驗數字誤差,其結構如圖1所示。<B><BR><BR><A
href="http://www.21ic.com/info/images/dpj/200305/9a.gif">圖1
AD9225結構圖</A><BR><BR>2 AD9225的輸入和輸出</B></P>
<P> (1)時鐘輸入</P>
<P> AD9225采用單一的時鐘信號來控制內部所有的轉換,A/D采樣是在時鐘的上升沿完成。在25Msps的轉換速率下,采樣時鐘的占空比應保持在45%~55%之間;隨著轉換速率的降低,占空比也可以隨之降低。在低電平期間,輸入SHA處于采樣狀態;高電平期間,輸入SHA處于保持狀態。圖2為其時序圖。圖2中:</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">tch——高電平持續時間,最小值為18 ns;</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">tcl——低電平持續時間,最小值為18 ns;</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">tod——數據延遲時間,最小值為13 ns。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">從時序圖可以看出:轉換器每個時鐘周期(上升沿)捕獲一個采樣值,三個周期以后才可以輸出轉換結果。這是由于AD9225采用的四級流水結構,雖然可以獲得較高的分辨率,但卻是以犧牲流水延遲為代價的。<BR><IMG
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border=0><BR> (2)模擬輸入AD9225的模擬輸入引腳是VINA、VINB,其絕對輸入電壓范圍由電源電壓決定:</P>
<P> 其中, AVSS正常情況下為0 V,AVDD正常情況下為+5 V。</P>
<P> AD9225有高度靈活的輸入結構,可以方便地和單端或差分輸入信號進行連接。采用單端輸入時,VINA可通過直流或交流方式與輸入信號耦合,VINB要偏置到合適的電壓;采用差分輸入時,VINA和VINB要由輸入信號同時驅動。</P>
<P> (3) 數字輸出</P>
<P> AD9225
采用直接二進制碼輸出12位的轉換數據,并有一位溢出指示位(OTR),連同最高有效位可以用來確定數據是否溢出。圖3為溢出和正常狀態的邏輯判斷圖。<B><BR><IMG
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width=419 vspace=10 border=0><BR>3 AD9225參考電壓和量程的選用</B></P>
<P> 參考電壓VREF決定了AD9225的量程,即</P>
<P> 滿刻度量程= 2×VREF</P>
<P> VREF的值由SENSE引腳確定。如果SENSE與AVSS 相連,VREF是2.0 V,量程是0~4
V;如果SENSE與VREF直接相連, VREF是1.0 V,量程是0~2
V;如果SENSE與VREF通過電阻網絡相連,則VREF可以是1.0~2.0
V之間的任意值,量程是0~2VREF;如果SENSE與AVDD
相連,表示禁用內部參考源,即VREF由外部參考電壓源驅動。內部電路用到的參考電壓是出現在CAPT和CAPB端。表1是參考電壓和輸入量程的總結。<BR><BR><B>表1
參考電壓和輸入量程</B></P>
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