リニアテクノロジーDC2222Aオーバーamp構成可能なデジタルフィルターを備えたLINGADC
LTC2500-32/LTC2508-32/LTC2512-24: 32-Bit/24-Bit Oversamp構成可能なデジタルフィルターを備えたLINGADC
説明
デモンストレーション回路2222Aは、LTC®2500-32、LTC2508-32、LTC2512-24ADCを備えています。 LTC2500-32、LTC2508-32、LTC2512-24は、単一の32V電源で動作する構成可能なデジタル平均化フィルタを統合した低電力、低ノイズ、高速、24ビット/2.5ビットSARADCです。 次のテキストはLTC2508-32に言及していますが、すべての部品に適用され、唯一の違いはsです。ampファイルレートとビット数。 DC2222Aは、DC2508またはDC32QuikEval™およびDC590PScope™データ収集ボードと組み合わせたLTC2026-890のDCおよびAC性能を示しています。 DC590またはDC2026を使用して、ピークツーピークノイズやDC直線性などのDC性能を実証します。 正確な場合はDC890を使用してくださいampリングレートが必要であるか、SNR、THD、SINAD、SFDRなどのACパフォーマンスを実証するために必要です。 DC2222Aは、このADCの推奨される接地、コンポーネントの配置と選択、ルーティングとバイパスを示すことを目的としています。
デザイン file回路図、BOM、レイアウトを含むこの回路基板のsは、次のURLで入手できます。 http://www.linear.com/demo/DC2222A または、ボードの背面にあるQRコードをスキャンします。 L、LT、LTC、LTM、Linear Technology、Linearロゴは登録商標であり、QuikEvalおよびPScopeはLinearTechnologyCorporationの商標です。 その他のすべての商標は、それぞれの所有者に帰属します。
図1.DC2222A接続図
クイックスタート手順
表1.DC2222Aアセンブリおよびクロックオプション
| 組み立て バージョン |
U1 一部 番号 |
最大出力 データ レート |
DF |
ビット |
最大CLK入力 周波数 |
出力 |
モード |
分割者 |
| DC2222A-A | LTC2500IDKD-32 | 175ksps | 4 | 32 | 70MHz | A | 確認なし | 100 |
| 173ksps | 4 | 32 | 70MHz | A | 確認する | 101 | ||
| 250ksps | 4 | 32 | 43MHz | A | 分散読み取り | 43 | ||
| 250ksps | 4 | 32 | 45MHz | A | 検証+Dis。 読んだ | 45 | ||
| 800ksps | 1 | 24 | 80MHz | B | 100 | |||
| DC2222A-B | LTC2508IDKD-32 | 3.472ksps | 256 | 32 | 80MHz | A | 確認なし | 90 |
| 2.900ksps | 256 | 32 | 75MHz | A | 確認する | 101 | ||
| 3.906ksps | 256 | 32 | 43MHz | A | 分散読み取り | 43 | ||
| 3.906ksps | 256 | 32 | 45MHz | A | 検証+Dis。 読んだ | 45 | ||
| 900ksps | 1 | 14 | 90MHz | B | 100 | |||
| DC2222A-C | LTC2512IDKD-24 | 350.877ksps | 4 | 24 | 80MHz | A | 確認なし | 57 |
| 303.03ksps | 4 | 24 | 80MHz | A | 確認する | 66 | ||
| 400ksps | 4 | 24 | 62.4MHz | A | 分散読み取り | 39 | ||
| 400ksps | 4 | 24 | 70.4MHz | A | 検証+Dis。 読んだ | 44 | ||
| 1.5Msps | 1 | 14 | 85.5MHz | B | 57
|
すべてのジャンパーがDC2222Aジャンパーのセクションで説明されているように設定されていることを確認してください。 特に、VCCIO（JP3）が2.5Vの位置に設定されていることを確認してください。 DC2222AのJP890が3Vの位置にあるときに、DC2222でDC3.3Aを制御すると、SNRとTHDのパフォーマンスが著しく低下します。 デフォルトのジャンパー接続は、オンボードリファレンスとレギュレーターを使用するようにADCを構成します。 アナログ入力はデフォルトでDC結合されています。 コネクタP2222を使用して、DC890AをDC1USB高速データ収集ボードに接続します。 （PScopeコントローラーとQuikEvalコントローラーを同時に接続しないでください。）次に、標準のUSB A/Bケーブルを使用してDC890をホストPCに接続します。 示された端子に±9Vを印加します。 次に、低ジッタの差動正弦波ソースをJ2とJ4に適用します。
適切なクロック周波数のガイドとして表2.5を使用して、低ジッターの1VP-P正弦波または方形波をコネクタJ1に接続します。 J1にはグランドに対して49.9Ωの終端抵抗があることに注意してください。
DC86に付属のPScopeソフトウェア（PScope.exeバージョンK890以降）を実行するか、からダウンロードします。 www.linear.com/ソフトウェア.
完全なソフトウェアドキュメントは、[ヘルプ]メニューから入手できます。 更新は[ツール]メニューからダウンロードできます。 新しい機能が追加される可能性があるため、定期的に更新を確認してください。
PScopeソフトウェアは、DC2222Aを認識し、それ自体を自動的に構成する必要があります。 デフォルトの設定では、検証と分散読み取りが選択されておらず、ダウンSでフィルタリングされた出力が読み取られます。ampリングファクター（DF）を可能な限り最小の値に設定します。 これを変更するには、図2に示すように、PScopeツールバーの[デモBdオプションの設定]設定をクリックします。図3a、3b、および3cに示す[構成オプション]ボックスでは、ADC出力、DF、検証、および分散読み取りを設定できます。 LTC2500の場合、フィルターの種類、ゲイン圧縮、ゲイン拡張を選択することもできます。 [確認]が選択されていない場合は、クイックスタート手順
最小ビット数がクロックアウトされます。 [検証]が選択されている場合、クロックアウトされるビット数は、sの数を含めてXNUMX増加します。amp現在の出力に使用されるファイル。 分散読み取りでは、クロックアウトされたデータを複数のsに分散させることにより、より遅いクロックを使用できます。amples。 DFは、使用するデバイスによって決まる広い範囲で設定できます。 DFを増やすと、SNRが向上します。 理論的には、ダウンした場合、SNRは6dB向上します。ampリングファクターは20倍に増加します。 実際には、リファレンスノイズは最終的にSNRの改善を制限します。 REFバイパスコンデンサ（CXNUMX）を増やすか、より低いノイズの外部リファレンスを使用すると、この制限が拡張されます。
[収集]ボタン（図4を参照）をクリックして、データの取得を開始します。 次に、[収集]ボタンが[一時停止]に変わります。このボタンをクリックすると、データの取得を停止できます。
図2.PScopeツールバー
クイックスタート手順
DC590またはDC2026クイックスタート手順
重要！ DC2222Aの損傷を防ぐため、DC6Aに接続する前に、DC590のJP3またはDC2026のJP3.3が2222Vに設定されていることを確認してください。
DC3またはDC2222（QuikEval）動作の場合、DC3.3AのVCCIO（JP590）は2026Vの位置にある必要があります。 DC2222AでQuikEvalコントローラーを使用するには、–9Vとアースを–9V端子とGND端子に印加する必要があります。 DC9A用の2222Vは、QuikEvalコントローラーによって提供されます。 標準のUSBA/Bケーブルを使用してQuikEvalコントローラーをホストPCに接続します。 付属の2222芯リブボンケーブルを使用して、DC14AをQuikEvalコントローラーに接続します。 （QuikEvalコントローラーとPScopeコントローラーの両方を同時に接続しないでください。）信号源をJ4とJ2に適用します。 QuikEvalコントローラーを使用する場合、J1でクロック信号は必要ありません。 クロック信号は、QuikEvalコネクタ（J3）を介して提供されます。
QuikEvalコントローラーに付属のQuikEvalソフトウェア（バージョンK109以降）を実行するか、からダウンロードします。
DC590またはDC2026クイックスタート手順
[構成]ボタンを押すと、PScopeに表示されているものと同様の[構成オプション]メニューが表示されますが、フィルター処理された出力のみが使用可能であり、検証および分散読み取りのオプションがありません。 図6の組織図に示すように、DFを大きくすると、ノイズが減少します。ノイズは、sの数の回数の平方根によって減少します。amplesが増加します。 実際には、入力ボリュームとしてtageは参照の増加です-リファレンスノイズは最終的にノイズの改善を制限します。
図6.DF=1024のQuikEvalヒストグラム
DC電源
DC2222Aは±9VDCを必要とし、115MHzクロックで動作する場合、約18mA / –90mAを消費します。 供給電流の大部分はFPGAによって消費されます。 amps、レギュレータ、およびボード上のディスクリートロジック。 9VDC入力ボリュームtageは、偶発的な逆バイアスに対する保護を提供するLT1763レギュレータを介してADCに電力を供給します。 追加のレギュレーターは、FPGAとopに電力を供給します amps。 接続の詳細については、図1を参照してください。
DC890コントローラーを使用する場合、低ジッター2.5VP-Pを提供する必要があります（VCCIOが3.3Vの位置にある場合、クロック amplitudeは3.3VP-Pである必要があります。）J1への正弦波または方形波。 クロック入力はAC結合されているため、クロック信号のDCレベルは重要ではありません。 Rohde＆SchwarzSMB100Aのようなクロックジェネレーターをお勧めします。 優れたクロックジェネレータでさえ、低周波数で顕著なジッターを生成し始める可能性があります。 したがって、より低いsに推奨されますampより高い周波数のクロックを目的の入力周波数に分周するためのレート。 クロック周波数と変換レートの比率を表1に示します。クロック入力をロジックで駆動する場合は、49.9Ωターミネータ（R5）を取り外すことをお勧めします。 立ち上がりエッジが遅いと、高いエッジが存在する場合にコンバータのSNRが低下する可能性があります amplitudeより高い周波数の入力信号。
このボードから出力される並列データ（デフォルトでは0V〜2.5V）は、DC890に接続されていない場合、ロジックアナライザーで取得し、必要なデジタル信号処理の形式に応じて、スプレッドシートまたは数学パッケージにインポートできます。 。 あるいは、データをアプリケーション回路に直接供給することもできます。 P50のピン1を使用してデータをラッチします。 この信号の立ち下がりエッジを使用して、データをラッチできます。 検証モードでは、データごとにXNUMXつの立ち下がりエッジが必要です。ampル。 アプリケーション回路がより高いボリュームを必要とする場合、P1でのデータ出力信号レベルも0Vから3.3Vに変更できます。tage。 これは、VCCIO（JP3）を3.3Vの位置に移動することによって実現されます。
デフォルトのリファレンスはLTC6655Vリファレンスです。 外部リファレンスを使用する場合は、REFピンにグリッチが存在する場合にすばやく解決する必要があります。 図5の基準回路を参照して、はんだ除去R7を行い、外部基準volを適用します。tageをVREF端子に接続します。
DC2222AのADCのアナログ入力のデフォルトドライバを図8aおよび8bに示します。 これらの回路
AIN +およびAIN–で適用される0V〜5Vの入力信号をバッファリングします。 さらに、これらの回路は、ADC入力での入力信号を帯域制限します。 LTC2508-32図8aドライバをACアプリケーションに使用する場合は、コンデンサC71およびC73を取り外して、C04470およびC00の位置にあるWIMA P / N SMDTC00XA4.7KT90 91µF薄膜コンデンサまたは同等のものと交換することをお勧めします。 これにより、歪みが最小になります。
DC2222Aのセットアップ
このデモボードは、デモボードの差動入力に適用された正弦波のFFTを取得することにより、社内でテストされています。 これには、200Hzに近い周波数の差動出力正弦波ジェネレーターとともに、低ジッタークロックソースを使用することが含まれます。 入力信号レベルは約–1dBFSです。 入力は、図9に示す回路でレベルシフトされ、フィルタリングされます。DC2222Aで得られる典型的なFFTを図4に示します。実際のSNRを計算するには、信号レベル（F1 amplitude = –1dB）は、PScopeが表示するSNRに追加し直す必要があります。 元とamp図4に示すファイルは、実際のSNRがPScopeが表示する123.54dBではなく122.54dBになることを意味します。 再計算されたSNRとTHDのRMS合計をとると、117.75dBのSINADが得られます。 示されているTHDは、オプションのWIMAコンデンサを使用して取得されたものです。
図9.ディファレンシャルレベルシフター
ADCを評価するときに誤解を招く結果を生み出す可能性のあるシナリオがいくつかあります。 一般的なもののXNUMXつは、コンバータに周波数を供給することです。これは、sの約数です。ampファイルレート、および可能な出力コードの小さなサブセットのみを実行します。 適切な方法は、入力正弦波周波数のM/N周波数を選択することです。 Nはsの数ですampFFTのファイル。 Mは2からN/XNUMXまでの素数です。 M/Nにsを掛けるamp入力正弦波周波数を取得するためのファイルレート。 悪い結果をもたらす可能性のある別のシナリオは、ppm周波数が可能な正弦波発生器がない場合です。
DC2222Aのセットアップ
精度、またはクロック周波数にロックできない場合。 ウィンドウ関数を備えたFFTを使用して、ファンダメンタルのリークまたは拡散を低減し、ADC性能を厳密に近似することができます。 ウィンドウ処理が必要な場合は、Blackman-Harris92dBウィンドウをお勧めします。 もし amp位相ノイズの少ないリファイアまたはクロックソースが使用されている場合、ウィンドウ処理によってSNRが向上することはありません。
レイアウト
他の高性能ADCと同様に、この部分はレイアウトに敏感です。 DC2222AのADCのすぐ周囲の領域は、ADCに関連するさまざまなコンポーネントの配置とルーティングのガイドラインとして使用する必要があります。 LTC2508-32のボードをレイアウトするときに覚えておくべきことがいくつかあります。 最大の性能を得るには、グランドプレーンが必要です。 バイパスコンデンサは、電源ピンのできるだけ近くに置いてください。 各バイパスコンデンサのグランドプレーンに直接接続された低インピーダンスリターンを使用します。 アナログ入力の周りに対称的なレイアウトを使用すると、寄生素子の影響を最小限に抑えることができます。 他のトレースからの結合を最小限に抑えるために、アナログ入力トレースをグランドでシールドします。 トレースはできるだけ短くしてください。
コンポーネントの選択
LTC2508-32などの低ノイズ、低歪みのADCを駆動する場合、パフォーマンスを低下させないようにコンポーネントの選択が重要です。 抵抗は、ノイズと歪みを最小限に抑えるために低い値にする必要があります。 自己発熱による歪みを低減するため、金属皮膜抵抗器を推奨します。 音量が小さいためtage係数、歪みをさらに減らすには、NPOまたはシルバーマイカコンデンサを使用する必要があります。 ACアプリケーションに使用されるバッファは、LTC6363やLT6202のように、歪みが少なく、ノイズが少なく、セトリング時間が速い必要があります。 DC精度の高いアプリケーションの場合、適切な出力フィルタリングが適用されていれば、LTC2057も使用できます。
DC2222Aジャンパー
定義
- JP1：EEPROMは工場での使用のみを目的としています。 これをデフォルトのWP位置のままにします。
- JP2：カップリングは、AIN–のACまたはDCカップリングを選択します。 デフォルト設定はDCです。
- JP3：VCCIOは、P1の出力レベルを3.3Vまたは2.5Vに設定します。 2.5Vを使用して、デフォルト設定であるDC890に接続します。 3.3Vを使用して、DC590またはDC2026に接続します。
-
JP4：入力がAC結合されている場合、CMはAIN +およびAIN–のDCバイアスを設定します。 AC結合を有効にするには、図35の回路図に示すR36およびR1（R = 10k）を取り付ける必要があります。 これらの抵抗を取り付けると、ADCへの入力信号のTHDが低下します。 VREF/2がデフォルト設定です。 EXTが選択されている場合、入力コモンモードvoltageは端子E5（EXT_CM）を駆動することで設定できます。
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JP5：カップリングはAIN+のACまたはDCカップリングを選択します。 デフォルト設定はDCです。
デモマニュアルDC2222A
デモンストレーションボードの重要なお知らせ
Copyright©2004、Linear Technology Corporation
1630 McCarthy Blvd.、Milpitas、CA 95035-7417
408-432-1900 ●FAX： 408-434-0507 ● www.linear.com
ドキュメント / リソース
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