8チャンネルAD
取得モジュール
AN706
ユーザーマニュアル

パート 1: 8 チャンネル AD 取得モジュールのパラメータ

• モジュールVPN: AN706
• ADチップ: AD7606
• チャンネル: 8チャンネル
• ADビット: 16ビット
• マックスSampルレート: 200KSPS
• 入力ボリュームtageレート：-5V〜+5V
• モジュールのPCB層: 4層、独立した電源層とGND層
• モジュールインターフェイス: 40 ピン、0.1 インチ間隔のメスヘッダー、ダウンロード方向
• 周囲温度 (電源投入時: -40°~85°、モジュール上のすべてのチップが産業要件を満たす)
• 入力インターフェース: 8 つの SMA インターフェースと 16 ピッチの 2.54 ピンヘッダー (ピン各チャンネルには正と負の XNUMX つのピンがあります)
• 測定精度：0.5mV以内

パート 2: モジュールの構造

図 2-1: 8 チャンネル AD モジュールの構造

パート 3: AD7606 チップの紹介

AD76061 は 16 ビットの同時動作です。ampそれぞれ XNUMX チャネル、XNUMX チャネル、XNUMX チャネルを備えたアナログ - デジタル データ収集システム (DAS) です。 各パートにはアナログ入力信号が含まれていますamp 保護、XNUMX次アンチエイリアシングフィルター、トラックアンドホールド ampライファイア、16 ビット電荷再分配逐次比較アナログデジタルコンバータ (ADC)、柔軟なデジタルフィルタ、2.5 V リファレンスおよびリファレンス
入力clamp 保護回路は電圧に耐えることができますtagAD16.5/AD7606-7606/AD6-7606 は 4 V 単電源で動作し、±5 V および ±10 V の真のバイポーラ入力信号に対応できます。ampすべてのチャネルで最大 200 kSPS のスループット レートで動作します。 入力clamp 保護回路は電圧に耐えることができますtag最大±16.5V。
AD7606 のアナログ入力インピーダンスは、電流に関係なく 1 MΩ です。ampリン周波数。 単電源動作、オンチップフィルタリング、および高入力インピーダンスにより、ドライバオペレータが不要になります。 ampおよび外部バイポーラ電源。
AD7606/AD7606-6/AD7606-4 アンチエイリアシング フィルタは、3 kHz の 22 dB カットオフ周波数を持ち、次の場合に 40 dB のアンチエイリアス除去を提供します。amp200 kSPS で動作します。
柔軟なデジタル フィルターはピン駆動で、SNR が向上し、帯域幅が 3 dB 減少します。

パート 4: AD7606 チップの機能ブロック図

図 4-1: AD7606 の機能ブロック図

パート 5: AD7606 チップのタイミング仕様

図5-1: AD7606のタイミング図

AD7606 では、同時実行が可能です。ampXNUMX つのアナログ入力チャンネルすべてに対応します。
すべてのチャンネルはamp両方の CONVST ピン (CONVST A、CONVST B) が接続されると同時に点灯します。 単一の CONVST 信号を使用して、両方の CONVST x 入力を制御します。 この共通の CONVST 信号の立ち上がりエッジにより、同時実行が開始されます。ampすべてのアナログ入力チャンネル (V1 ～ V8) に接続されます。
AD7606 には、変換を実行するために使用されるオンチップ発振器が含まれています。 すべての ADC チャネルの変換時間は tCONV です。 BUSY 信号は、変換が進行中であることをユーザーに示すため、CONVST の立ち上がりエッジが適用されると、BUSY はロジック High になり、変換プロセス全体の終了時に Low に遷移します。 BUSY 信号の立ち下がりエッジは、XNUMX つすべてのトラック アンド ホールドを配置するために使用されます。 ampリファイアーをトラックモードに戻します。 BUSY の立ち下がりエッジは、パラレル バス (DB[15:0])、DOUTA および DOUTB シリアル データ ライン、またはパラレル バイト バス DB[7:0] から新しいデータを読み取ることができることも示します。

パート 6: AD7606 チップのピン構成

AN706 8 チャンネル AD モジュールのハードウェア回路設計では、AD7606 の 7606 つのコンフィギュレーション ピンにプルアップまたはプルダウン抵抗を追加することで、ADXNUMX の動作モードを設定します。

1. AD7606 は、外部リファレンス入力または内部リファレンスをサポートしています。 外部リファレンスを使用する場合、チップの REFIN/REFOUT には外部 2.5V リファレンスが必要です。 内部基準ボリュームを使用する場合tage. REFIN/REFOUT ピンは内部 2.5V リファレンスです。 REF SELECT ピンは、内部リファレンスまたは外部リファレンスを選択するために使用されます。 このモジュールでは、内部基準電圧の精度が低いため、tagAD7606 の e も非常に高い (2.49V ～ 2.505V) ため、回路設計では内部リファレンス電圧を使用することが選択されています。tage.
   

   ピン名	レベルを設定する	説明
   参照選択	ハイレベル	内部基準ボリュームを使用tage2.5V

2. AD7606 の AD 変換データ収集はパラレル モードまたはシリアル モードで行うことができます。 ユーザーはPAR/SER/BYTE SELピンのレベルを設定することで通信モードを設定できます。 AN706 モジュール設計では、パラレル モードを選択して AD7606 の AD データを読み取ります
   

   ピン名	レベルを設定する	説明
   PAR/SER/バイトセル	低レベル	パラレルインターフェースの選択

3. RANGE ピンは、AD10 の入力範囲として ±5 V または ±9767 V を選択するために使用されます。 ±5Vの範囲では、1LSB=152.58uVとなります。 ±10 V 範囲では、1LSB=305.175 uV になります。 AN706 モジュールの回路設計では、±5V アナログ電圧を選択します。tage入力範囲
   

   ピン名	レベルを設定する	説明
   RANGE	低レベル	アナログ信号入力レンジ選択：±5V

4. AD7606 にはオプションのデジタル XNUMX 次 sinc フィルタが含まれており、低速のスループット レートが使用されるアプリケーションや、より高い S/N 比やダイナミック レンジが望ましいアプリケーションで使用する必要があります。 オーバーampデジタルフィルターのリングレシオはオーバーを使用して制御されますampリングピン、OS [2:0] (以下の表を参照)。 OS 2 は MSB 制御ビット、OS 0 は LSB 制御ビットです。 以下の表にオーバーを示しますamp異なるオーバーを選択するためのリングビットデコードampル料金。 OS ピンは BUSY の立ち下がりエッジでラッチされます。
   AN706モジュールのハードウェア設計では、OS[2:0]が外部インターフェースにつながり、FPGAまたはCPUがOS[2:0]のピンレベルを制御することでフィルタを使用するかどうかを選択し、より高い測定精度を実現できます。 。

パート 7: AD7606 チップ ADC 転送機能

AD7606 の出力コーディングは 1 の補数です。 設計されたコード遷移は、連続する整数 LSB 値の間、つまり 2/3 LSB と 2/65,536 LSB の間で発生します。 AD7606 の LSB サイズは FSR/7606 です。 AD7 の理想的な伝達特性を図 1-XNUMX に示します。

パート 8: インターフェイス定義 (PCB 上のラベル付きピンはピン 1)

ピン	信号名	説明	ピン	信号名	説明
1	グランド	地面	2	VCCC の	+5V
3	OS1	オーバーampリング 選択	4	OS0	オーバーampリング 選択
5	コンスタブ	データ変換	6	OS2	オーバーampリング 選択
7	RD	読む	8	リセット	リセット
9	忙しい	忙しい	10	CS	チップセレクト
11			12	最初のデータ	最初のデータ
13			14
15	DB0	ADデータバス	16	DB1	ADデータバス
17	DB2	ADデータバス	18	DB3	ADデータバス
19	DB4	ADデータバス	20	DB5	ADデータバス
21	DB6	ADデータバス	22	DB7	ADデータバス
23	DB8	ADデータバス	24	DB9	ADデータバス
25	DB10	ADデータバス	26	DB11	ADデータバス

パート 9: AN706 モジュールの実験手順

1. まず、AN706 モジュールを ALINX FPGA 開発ボードの 34 ピン標準拡張ポートに接続します (開発ボードの電源がオフの場合)。
2. 信号ソースを AN706 モジュール入力コネクタに接続します (注: AD ポート入力範囲: -5V ～ +5V)。
3. Quartus II または ISE ソフトウェアを使用してプログラムを FPGA にダウンロードします (テスト プログラムが必要な場合は、次のアドレスに電子メールを送信してください) rachel.zhou@alinx.com.cn).
4. シリアル デバッグ アシスタント ツールを開き、シリアル ポートの通信ボー レートを次のように設定します。
   図 9-1: シリアル デバッグ アシスタント ツール
5. 巻tagAN8モジュールの706チャンネル信号入力の値がシリアル通信に表示されます。 (シリアルデバッグアシスタントでは8-wayデータが一行で表示されるため、インターフェースを拡大する必要があります。)

図 9-2: シリアル通信

上記データは、AD信号入力がフローティング状態のため信号入力なしの8チャンネル分のデータであり、AD変換出力データは約1.75Vとなります。
Examp上： チャネル 1 の入力を AN3.3 モジュールの 706V テスト ピンに DuPont ラインで接続して、電圧をテストすると、tagモジュールでは 3.3V です。

図 9-3: 1V テストピンを備えたチャンネル 3.3

このとき、シリアルインターフェース上に表示されるAD1の測定データは約+3.3074となります。

図 9-4: テストピンのボリュームtagシリアルインターフェース上のディスプレイ

パート 10: AN706 モジュールの測定精度

塗布量を測定することでtagAD706 モジュールの実際の測定精度は、-0.5V ～ +5V 電圧の範囲内で 5mV 以内です。tag入力範囲。
次の表は、XNUMX つのアナログ ボリュームに対する XNUMX チャンネルの結果を示しています。tagエス。 最初の列は高精度デジタルマルチメータによって測定されたデータであり、最後の XNUMX 列は AD モジュールの AD モジュールの測定結果です。

表 10-1: テストボリュームtage

このテスト ルーチンでは、オーバーampling override Enable フィルターは、AN706 モジュールの精度を向上させるために使用されません。 精度をさらに向上させたいユーザー向けampリンとsamp速度はそれほど高くありませんが、プログラムで設定できます。 の方法amp倍率、オーバーを設定できますampプログラム内のリング比率。

パート 11: AN706 モジュールのテスト プログラムの説明

以下に各 Verilog テスト プログラムのアイデアを簡単に説明します。また、コード内の注記の説明も参照できます。

1. 最上位プログラム: ad706_test.v
   FPGA および AN706 モジュールと、信号の入出力を送受信するシリアル ポートを定義し、7606 つのサブルーチン (adXNUMX.v、volt_cal.v、および uart.v) をインスタンス化します。
2. ADデータ取得プログラム：ad7606.v
   AD7606 のタイミングに従って、ample 16 個のアナログ信号 16 ビットデータを AD 変換します。 プログラムはまず CONVSTAB 信号を AD7606 に送信して AD データ変換を開始し、Busy 信号が Low になるのを待って AD チャネル 1 ～ 16 のデータを順番に読み取ります。
   AD Voltage 変換(1LSB)=5V/32758=0.15mV
   
3. 巻tagAD データの変換プログラム: volt_cal.v このプログラムは、ad16.v から収集した 7606 ビット データの Bit[15] を正負の符号に変換し、最初に Bit[14:0] でそれを vol に変換します。tage の値を次の式で求め、vol を XNUMX 進数に変換します。tage の値を 20 桁の BCD コードに変換します。
4. シリアルポート送信プログラム：uart.v タイミングはボリュームの 8 チャンネルを送信しますtaguart を介してデータを PC に送信します。 シリアル ポートの送信クロックは周波数を 50Mhz で分周することで得られ、ボー レートは 9600bps です。

www.alinx.com

ドキュメント / リソース

ALINX AN706 同時Sampマルチチャンネル 16 ビット AD モジュール [pdf] ユーザーマニュアル AN706 同時Sampマルチチャンネル 16 ビット AD モジュール、AN706、同時 Sampling マルチチャンネル 16 ビット AD モジュール、Sampマルチチャンネル 16 ビット AD モジュール、マルチチャンネル 16 ビット AD モジュール、16 ビット AD モジュール、AD モジュール、モジュール

参考文献

• ユーザーマニュアル