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AT84AD001型ADC在高速信号采集系统中的应用

作者:时间:2014-01-21来源:网络收藏

1 AT84AD001的主要特点

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/226772.htm

AT84AD001是Atmel公司生产的基于BiCMOS技术的高速,该器件在一片上集成了两路(I和Q)独立的,具有8 bit转换精度,每个通道具有l GS/s的采样率,在交错模式下双路ADC并行采样可以达到2GS/s的采样率。AT84AD001内部集成了1:1和1:2的数据多路分离器(DMUX)和LVDS输出缓冲器,可以降低输出数据率,也可以方便地与多种类型的高速FPGA直接相连,实现高速率的数据存储和处理。为补偿由于器件参数离散和传输路径差异所造成的采样时钟时延,该ADC具有采样延时校准功能,可通过片内的数字采样延时调整功能调整两路ADC的采样时间,也可以使用Q路ADC独有的采样延迟微调功能调整Q路的采样时间,使并行采样模式下两路ADC转换保持更高的时序精度。AT84AD001的所有参数设置均通过三线串行接口实现,利用该三线串口可由微处理器对ADC的工作模式进行控制,采用这种结构减少了芯片引脚数和空间体积,并使电路工作参数设置更灵活、简便。AT84AD001可广泛应用于雷达、通讯、仪器以及医疗等领域的高速数据采集过程。

2 外部引脚

AT84AD00I有144个外部引脚(参见图1)。按性质主要分为模拟、数字两部分。

AT84AD001型ADC在高速信号采集系统中的应用

模拟部分引脚分为模拟电源和模拟输入两类。模拟电源是3.3V,模拟输入必须配置成差分输入,并且具有500mVpp的峰峰值。双通道共有两个差分模拟输入端Vinib和Vinqb,若前端信号是单端的,则必须经过一个射频变压器将单端信号变换为差分信号。数字部分包括时钟信输入CLKI和CLKQ、数据输出信号、数据准备信号(CLKIO和CLKQ0)、数据溢出修正位DOIR、三线串口和数字电源。其中电源有3.3 V和2.25V两种。如图l所示,DDRB是I和Q通道的同步数据准备复位端。Mode、Clock、Data、Ldn分别是三线串口的使能控制位、时钟输入引脚、数据输入引脚、数据输入的起止控制位。DOA(B)I0~7、DOA(B)Q0~7是通道I和Q的差分数据输出端口,1:lDMUX模式时每路ADC使用DOA 8位总线,2:2DMUX模式时使用DOA和DOB 16位总线。DOIRI(N)和DOIRQ(N)是I和Q通道的并行数据差分输出溢出修正位。3 AT84AD00l的三线串行接口

ADC的三线串口是用户可以使用的资源,ADC的所有参数设置均通过三线串口实现,ADC的三线串口主要有3个控制引脚:Data、Clock、Ldn。系统复位后,在每个Clock上升沿1 bit数据被接收。三线接口寄存器地址和设置参数内容如表l所示。串行接口的写入字长为19 bit,其中前3bit为所要操作的寄存器地址(范围为000-111),后16bit为写入数据,接口的最大时钟频率是50MHz。可采用多种类型的逻辑单片机作为控制器直接与三线接口相连,通过执行控制程序实现参数设置。ADC具有参数设置模式选择端,如果引脚Mode=1,使用三线串口设置参数,如果引脚Mode=0,上电后进行缺省参数设置,无需外部处理器控制,缺省设置为:双通道工作,使用同一工作时钟CLKI,1:1 DMUX模式,二进制数据输出。

AT84AD001型ADC在高速信号采集系统中的应用

4 AT84AD001的工作模式

为适应不同采样方案的需要,按工作时钟源的不同可将ADC分成三种工作模式:

(1)两个ADC通道使用独立的工作时钟,系统需要为ADC提供两个时钟;

(2)两个ADC通道均使用I通道工作时钟,Q通道的工作时钟与I通道同频同相;

(3)两个ADC通道均使用I通道工作时钟,ADC内部产生一个同频反相的时钟作为Q通道工作时钟。在这种模式下,当两通道输入同一模拟信号时,就可以实现交替式并行采样,ADC的采样速率为输入工作时钟的2倍。

根据两路ADC输入模拟信号的不同,ADC可以分成三种工作模式:

(1)两个ADC通道分别使用独立的模拟输入,整个ADC需要外部输入两个模拟信号;

(2)两个ADC通道均使用I通道模拟输入信号;

(3)两个ADC通道均使用Q通道模拟输入信号。

通常ADC的输出与高速逻辑电路相连,进行数据的存储和处理,根据接收系统处理速率的不同,ADC设置了两种输出工作模式,当DMUX=1:1时,ADC的数据输出率最高为l GHz,双路全部工作时,输出数据宽度为16位;当DMUX=1:2时,ADC的数据输出率最高为500 MHz,双路全部工作时,输出数据宽度为32位,数据输出速


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