高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器TQ6124的原理與應(yīng)用
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TQ6124是一種高速高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器芯片。它具有14位數(shù)據(jù)位并采用分段結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)位分成最高4位、中間3位和最低7位。TQ6124可對各段的數(shù)據(jù)采用不同的數(shù)模轉(zhuǎn)換方法，其內(nèi)部集成有高精度的電流源和高精度電阻，以保證數(shù)模轉(zhuǎn)換的精度。TQ6124轉(zhuǎn)換速度可達(dá)到1GSa／s。該芯片設(shè)計(jì)靈活，使用方便，只需增加一、二塊集成電路和少量的外圍電路，即可構(gòu)成一個完整且性能很高的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
2 TQ6124的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及引腳功能
2 ．1 TQ6124的結(jié)構(gòu)
TQ6124主要由鎖存器、編碼器、延時器、電流源、電流開關(guān)陣列、R～2R電阻網(wǎng)絡(luò)等電路組成。圖1所示是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。TQ6124的主要特點(diǎn)如下：
●數(shù)模轉(zhuǎn)換速率高達(dá)1GSa／s；
●具有14位數(shù)據(jù)位；
●具有1G的模擬信號帶寬；
●輸出可直接作為射頻的前端；
●時鐘和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為ECL電平；
●采用44腳QFP封裝。
2．2 TQ6124的引腳說明
圖2為TQ6124的引腳排列圖，各引腳的功能說明如下（括號中的數(shù)字為引腳號）：
Vss（1、11、12、33、34、44）：數(shù)字電源輸入端，通常接－5V。電源濾波的旁路電容應(yīng)盡可能靠近電源腳，并直接連接到地；
VAA（21、23、24）：－12V模擬電源輸入端；
DGND（6、7、8、28、29、37、40）：數(shù)字地；
AGND（13、15、18、19）：模擬地；
D13～D0：數(shù)字信號輸入端，其中D13為數(shù)據(jù)最高位，D0為數(shù)據(jù)最低位；
CLK、NCLK（9、10）：差分時鐘輸入端；
IREF（14）：參考電流輸入端，直接連接到模擬地，是開關(guān)陣列的虛擬電流源；
VSNS（20）：判斷電壓輸出端，芯片正常工作時有輸出，且Vsns＝VREF；
VREF（21）：電壓基準(zhǔn)輸入端，一般設(shè)計(jì)為－9V，當(dāng)VREF＝－9V時，輸出的模擬信號峰－峰值為1V；
Midtrim（25）：調(diào)整中間數(shù)據(jù)位的電壓輸入端，以調(diào)整波形，可選；
Lsbtrim（26）：調(diào)整低位數(shù)據(jù)位的電壓輸入端，以調(diào)整波形，可選；
ECLref（27）：可選的ECL電平參考電壓輸入端，當(dāng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘為ECL電平時，該腳懸空，芯片內(nèi)部可產(chǎn)生－1．34V的電壓。
3 TQ6124的外圍電路設(shè)計(jì)
TQ6124使用靈活方便，只需一塊電壓基準(zhǔn)芯片和一塊運(yùn)算放大器及少量的外圍電路即可（如圖3所示）。這兩塊集成電路的主要用途是為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片提供參考電壓。在數(shù)模轉(zhuǎn)換器中，參考電壓的精度、穩(wěn)定性和抖動對所產(chǎn)生的模擬信號的精度、穩(wěn)定性和抖動有很大的影響。特別是該芯片具有的14位的數(shù)據(jù)位對參考電壓的性能更加敏感。AD586為AD公司生產(chǎn)的電壓基準(zhǔn)芯片，它性能好，誤差峰－峰值只有4μV，可以滿足TQ6124的14位精度的參考電壓要求。該電壓基準(zhǔn)（AD586）的輸出與芯片的反饋輸出VSENSE通過運(yùn)算放大器MC34071可構(gòu)成負(fù)反饋電路，以將VREF穩(wěn)定在－9V，因而可進(jìn)一步減小外部電源細(xì)微變化對其所造成的影響，從而保證輸出模擬信號的精度和穩(wěn)定性。
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