基于AD9225的12位高速ADC的存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在高速數(shù)據(jù)采集中,高速ADC的選用和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文介紹一種精度為12位、采樣速率達(dá)25Msps的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9225,并給出其與8位RAM628512存儲(chǔ)器的接口電路。由于存儲(chǔ)操作的寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)是關(guān)鍵所在,故給出其詳細(xì)的獲取方法。

關(guān)鍵詞 高速ADC 高速數(shù)據(jù)采集 AD9225

1 AD9225的結(jié)構(gòu)

　　AD9225是ADI公司生產(chǎn)的單片、單電源供電、12位精度、25Msps高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器,片內(nèi)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(jí)差分流水結(jié)構(gòu),以保證在25Msps采樣率下獲得精確的12位數(shù)據(jù)。除了最后一級(jí),每一級(jí)都有一個(gè)低分辨率的閃速A/D與一個(gè)殘差放大器（MDAC）相連。此放大器用來(lái)放大重建DAC的輸出和下一級(jí)閃速A/D的輸入差,每一級(jí)的最后一位作為冗余位,以校驗(yàn)數(shù)字誤差,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 AD9225結(jié)構(gòu)圖

2 AD9225的輸入和輸出

　?。?） 時(shí)鐘輸入

　　AD9225采用單一的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制內(nèi)部所有的轉(zhuǎn)換,A/D采樣是在時(shí)鐘的上升沿完成。在25Msps的轉(zhuǎn)換速率下,采樣時(shí)鐘的占空比應(yīng)保持在45％~55％之間;隨著轉(zhuǎn)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(tài);高電平期間,輸入SHA處于保持狀態(tài)。圖2為其時(shí)序圖。圖2中：

圖2 AD9225時(shí)序圖

　　tch——高電平持續(xù)時(shí)間,最小值為18 ns;
　　tcl——低電平持續(xù)時(shí)間,最小值為18 ns;
　　tod——數(shù)據(jù)延遲時(shí)間,最小值為13 ns。

　　從時(shí)序圖可以看出：轉(zhuǎn)換器每個(gè)時(shí)鐘周期（上升沿）捕獲一個(gè)采樣值,三個(gè)周期以后才可以輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。這是由于AD9225采用的四級(jí)流水結(jié)構(gòu),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(jià)的。

　　（2） 模擬輸入AD9225的模擬輸入引腳是VINA、VINB,其絕對(duì)輸入電壓范圍由電源電壓決定：

　　其中, AVSS正常情況下為0 V,AVDD正常情況下為+5 V。

　　AD9225有高度靈活的輸入結(jié)構(gòu),可以方便地和單端或差分輸入信號(hào)進(jìn)行連接。采用單端輸入時(shí),VINA可通過(guò)直流或交流方式與輸入信號(hào)耦合,VINB要偏置到合適的電壓;采用差分輸入時(shí),VINA和VINB要由輸入信號(hào)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。

　?。?） 數(shù)字輸出

　　AD9225 采用直接二進(jìn)制碼輸出12位的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),并有一位溢出指示位（OTR）,連同最高有效位可以用來(lái)確定數(shù)據(jù)是否溢出。圖3為溢出和正常狀態(tài)的邏輯判斷圖。