自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中的波形數(shù)字化器(08-100)

　　由于波形數(shù)字化器模擬的電路構(gòu)成并不復(fù)雜，市場(chǎng)供應(yīng)的ADC芯片種類(lèi)很多，特別是信息技術(shù)和移動(dòng)通信產(chǎn)品，都需要處理視頻信號(hào)，從而推動(dòng)視ADC芯片的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。著名的德州儀器公司(TI)、模塊器件公司(ADI)等有多種ADC系列芯片供應(yīng)，性價(jià)比相當(dāng)高。如果我們?cè)谠O(shè)計(jì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)需要專(zhuān)用的波形數(shù)字化器模擬。除了采購(gòu)現(xiàn)成產(chǎn)品以外，亦可考慮自行設(shè)計(jì)。特別是取樣率200MS/S、分辨率16位、實(shí)時(shí)帶寬100MHz的ADC芯片，由于應(yīng)用面廣，無(wú)論在無(wú)線通信、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)手機(jī)、雷達(dá)、醫(yī)學(xué)圖像、數(shù)據(jù)采集、測(cè)試測(cè)量等領(lǐng)域都需要大量產(chǎn)品。以德州儀器公司的ADS548X系列ADC芯片為例，它具有以下特點(diǎn)：

　　·最高取樣率200MS/S，帶寬100MHz

　　·分辨率16位，滿量程的背境噪聲78dB

　　·無(wú)雜散頻率的動(dòng)態(tài)范圍95dBc

　　·片上高阻抗的差分緩沖輸入放大器

　　·高效率的低壓差分信號(hào)(LVDS)的數(shù)字輸出

　　·供電電壓+5V和+3V，功率耗散70mW

　　·64引腳QFN-64封裝，占位面積9×9mm

　　·溫度范圍-40至85℃

　　ADS548X系列ADC芯片的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，從圖中可見(jiàn)，輸入信號(hào)INP、INM經(jīng)過(guò)緩沖輸入級(jí)放大后，由16位ADC模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的取樣時(shí)鐘作時(shí)分取樣。再經(jīng)數(shù)字修正和整形，樣本值送入8組低壓差分放大，由數(shù)據(jù)線D0、D2和D14輸出至后級(jí)存儲(chǔ)器。

　　圖3 ADS548系列ADC芯片結(jié)構(gòu)框圖

　　ADS548X芯片內(nèi)還有電源調(diào)節(jié)電路、基準(zhǔn)電壓、定時(shí)控制、工作方式控制等輔助功能塊。作為波形數(shù)字化器的前端芯片，ADS548X是集成度和性能較高的ADC并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，配合后端的緩沖存儲(chǔ)器和數(shù)字信號(hào)處理器，選擇信號(hào)采集系統(tǒng)的接口總線，即可構(gòu)成完整的波形數(shù)字化器模塊。德州儀器公司同時(shí)提供ADS548X芯片的評(píng)估實(shí)驗(yàn)板，作為業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)字信號(hào)處理器供應(yīng)商，有多種系列DSP芯片可供工程設(shè)計(jì)人員選擇，或者借助相應(yīng)DSP開(kāi)發(fā)套件，簡(jiǎn)化模塊的軟件設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)波形數(shù)字化器的快速設(shè)計(jì)和評(píng)估。

　　幾種波形數(shù)字化器的外觀見(jiàn)圖4。 

　　圖4 幾種波形數(shù)字化器