LINEAR TECHNOLOGY DC2222A Oversampling ADC z nastavljivim digitalnim filtrom
LTC2500-32/LTC2508-32/LTC2512-24: 32-Bit/24-Bit Oversampling ADC z nastavljivim digitalnim filtrom
OPIS
Demonstracijsko vezje 2222A vključuje LTC®2500-32, LTC2508-32 in LTC2512-24 ADC. LTC2500-32, LTC2508-32 in LTC2512-24 so nizkoenergijski, tihi, hitri, 32-bitni/24-bitni ADC-ji SAR z integriranim nastavljivim digitalnim povprečnim filtrom, ki delujejo iz enega samega napajanja 2.5 V. Naslednje besedilo se nanaša na LTC2508-32, vendar velja za vse dele, razlika je le vample hitrost in število bitov. DC2222A prikazuje delovanje DC in AC LTC2508-32 v povezavi s ploščama za zbiranje podatkov DC590 ali DC2026 QuikEval™ in DC890 PScope™. Uporabite DC590 ali DC2026 za prikaz zmogljivosti enosmernega toka, kot sta šum od vrha do vrha in linearnost enosmernega toka. Uporabite DC890, če ste natančniampstopnje linga ali za prikaz zmogljivosti AC, kot so SNR, THD, SINAD in SFDR. DC2222A je namenjen prikazu priporočene ozemljitve, postavitve in izbire komponent, usmerjanja in obvoda za ta ADC.
Oblikovanje files za to vezje, vključno s shemo, BOM in postavitvijo, so na voljo na http://www.linear.com/demo/DC2222A ali skenirajte kodo QR na zadnji strani table. L, LT, LTC, LTM, Linear Technology in logotip Linear so registrirane blagovne znamke, QuikEval in PScope pa sta blagovni znamki družbe Linear Technology Corporation. Vse druge blagovne znamke so last njihovih lastnikov.
Slika 1. Diagram povezave DC2222A
HITRI POSTOPEK
Tabela 1. Možnosti sestavljanja in ure DC2222A
| MONTAŽA RAZLIČICA |
U1 DEL ŠTEVILKA |
MAX IZHOD PODATKI RATE |
DF |
BITSI |
MAX CLK IN FREKV |
IZHOD |
NAČIN |
DELILNIK |
| DC2222A-A | LTC2500IDKD-32 | 175ksps | 4 | 32 | 70MHz | A | Brez preverjanja | 100 |
| 173ksps | 4 | 32 | 70MHz | A | Preveri | 101 | ||
| 250ksps | 4 | 32 | 43MHz | A | Distributed Read | 43 | ||
| 250ksps | 4 | 32 | 45MHz | A | Preveri + Dis. Preberi | 45 | ||
| 800ksps | 1 | 24 | 80MHz | B | 100 | |||
| DC2222A-B | LTC2508IDKD-32 | 3.472ksps | 256 | 32 | 80MHz | A | Brez preverjanja | 90 |
| 2.900ksps | 256 | 32 | 75MHz | A | Preveri | 101 | ||
| 3.906ksps | 256 | 32 | 43MHz | A | Distributed Read | 43 | ||
| 3.906ksps | 256 | 32 | 45MHz | A | Preveri + Dis. Preberi | 45 | ||
| 900ksps | 1 | 14 | 90MHz | B | 100 | |||
| DC2222A-C | LTC2512IDKD-24 | 350.877ksps | 4 | 24 | 80MHz | A | Brez preverjanja | 57 |
| 303.03ksps | 4 | 24 | 80MHz | A | Preveri | 66 | ||
| 400ksps | 4 | 24 | 62.4MHz | A | Distributed Read | 39 | ||
| 400ksps | 4 | 24 | 70.4MHz | A | Preveri + Dis. Preberi | 44 | ||
| 1.5 Msps | 1 | 14 | 85.5MHz | B | 57
|
Preverite, ali so vsi mostički nastavljeni, kot je opisano v razdelku o mostičkih DC2222A. Še posebej se prepričajte, da je VCCIO (JP3) nastavljen na položaj 2.5 V. Krmiljenje DC2222A z DC890, medtem ko je JP3 DC2222A v položaju 3.3 V, bo povzročilo opazno poslabšanje zmogljivosti v SNR in THD. Privzete mostične povezave konfigurirajo ADC za uporabo vgrajene reference in regulatorjev. Analogni vhod je privzeto povezan z enosmernim tokom. Povežite DC2222A s ploščo za zbiranje podatkov visoke hitrosti DC890 USB s priključkom P1. (Ne povezujte krmilnika PScope in krmilnika QuikEval hkrati.) Nato povežite DC890 z gostiteljskim računalnikom s standardnim kablom USB A/B. Priključite ±9V na označene sponke. Nato na J2 in J4 uporabite diferencialni sinusni vir z nizkim tresenjem.
Priključite sinusni ali pravokotni val nizkega tresenja 2.5VP-P na priključek J1, pri čemer uporabite tabelo 1 kot vodilo za ustrezno taktno frekvenco. Upoštevajte, da ima J1 zaključni upor 49.9 Ω proti ozemljitvi.
Zaženite programsko opremo PScope (PScope.exe različica K86 ali novejša), ki je priložena DC890, ali jo prenesite s www.linear.com/software.
Celotna dokumentacija programske opreme je na voljo v meniju Pomoč. Posodobitve lahko prenesete iz menija Orodja. Občasno preverite, ali so na voljo posodobitve, saj bodo morda dodane nove funkcije.
Programska oprema PScope bi morala prepoznati DC2222A in se samodejno konfigurirati. Privzeta nastavitev je branje filtriranega izhoda, pri čemer Verify in Distributed Read nista izbrani ter Down Sampling faktor (DF), nastavljen na najmanjšo možno vrednost. Če želite to spremeniti, kliknite nastavitev Set Demo Bd Options v orodni vrstici PScope, kot je prikazano na sliki 2. Polje Configuration Options, prikazano na slikah 3a, 3b in 3c, omogoča nastavitev izhoda ADC, DF, Verify in Distributed Read. V primeru LTC2500 je mogoče izbrati tudi vrsto filtra, kompresijo ojačenja in razširitev ojačenja. Če možnost Preveri ni izbrana, potem POSTOPEK HITROGA ZAČETKA
minimalno število bitov bo izključeno. Če je izbrana možnost Verify, se število izključenih bitov poveča za osem, kar vključuje število sampza trenutni izhod. Porazdeljeno branje omogoča uporabo počasnejše ure z razpršitvijo podatkov, ki so bili odšteti na več samples. DF je mogoče nastaviti v širokem razponu, ki ga določa naprava v uporabi. Povečanje DF bo izboljšalo SNR. Teoretično se bo SNR izboljšal za 6 dB, če se zniža sampfaktor ling se poveča za faktor štiri. V praksi bo referenčni šum sčasoma omejil izboljšanje SNR. Povečanje REF obvodnega kondenzatorja (C20) ali uporaba zunanje reference z nižjim šumom bo to mejo razširila.
Kliknite gumb Zberi (glejte sliko 4), da začnete zbirati podatke. Gumb Zberi se nato spremeni v Premor, ki ga lahko kliknete, da ustavite pridobivanje podatkov.
Slika 2. Orodna vrstica PScope
HITRI POSTOPEK
DC590 ALI DC2026 POSTOPEK HITROGA ZAČETKA
POMEMBNO! Da preprečite poškodbe DC2222A, se prepričajte, da je JP6 DC590 ali JP3 DC2026 nastavljen na 3.3 V, preden se povežete z DC2222A.
VCCIO (JP3) DC2222A mora biti v položaju 3.3 V za delovanje DC590 ali DC2026 (QuikEval). Če želite uporabljati krmilnik QuikEval z DC2222A, je treba priključiti –9V in ozemljiti priključka –9V in GND. 9V za DC2222A zagotavlja krmilnik QuikEval. Povežite krmilnik QuikEval z gostiteljskim računalnikom s standardnim kablom USB A/B. Povežite DC2222A s krmilnikom QuikEval s priloženim 14-žilnim trakastim kablom. (Ne priključujte krmilnika QuikEval in PScope hkrati.) Uporabite vir signala na J4 in J2. Pri uporabi krmilnika QuikEval na J1 signal ure ni potreben. Signal ure je zagotovljen prek konektorja QuikEval (J3).
Zaženite programsko opremo QuikEval (različica K109 ali novejša), ki je priložena krmilniku QuikEval, ali jo prenesite s
DC590 ALI DC2026 POSTOPEK HITROGA ZAČETKA
Če pritisnete gumb za konfiguracijo, se prikaže meni z možnostmi konfiguracij, podoben tistemu, ki je prikazan za PScope, le da je na voljo samo filtriran izhod in ni možnosti za preverjanje in porazdeljeno branje. Povečanje DF bo zmanjšalo hrup, kot je prikazano v histogramu na sliki 6. Hrup se bo zmanjšal za kvadratni koren števila, pomnoženega s številom samples se poveča. V praksi se kot vnos voltagPovečan referenčni hrup bo sčasoma omejil izboljšanje hrupa.
Slika 6. Histogram QuikEval z DF = 1024
DC napajanje
DC2222A zahteva ±9VDC in porabi približno 115mA/–18mA pri delovanju s taktom 90MHz. Večino napajalnega toka porabi FPGA, op amps, regulatorji in diskretna logika na plošči. 9VDC vhod voltage napaja ADC prek regulatorjev LT1763, ki zagotavljajo zaščito pred nenamerno povratno prednapetostjo. Dodatni regulatorji zagotavljajo napajanje za FPGA in op amps. Za podrobnosti povezave glejte sliko 1.
Pri uporabi krmilnika DC890 je treba zagotoviti nizko tresenje 2.5VP-P (če je VCCIO v položaju 3.3V, ura ampLituda mora biti 3.3VP-P.) sinusni ali kvadratni val do J1. Vhod ure je povezan z izmeničnim tokom, tako da raven enosmernega toka signala ure ni pomembna. Priporočljiv je taktni generator, kot je Rohde & Schwarz SMB100A. Celo dober taktni generator lahko začne proizvajati opazno tresenje pri nizkih frekvencah. Zato se priporoča za nižje sample stopnje za deljenje ure z višjo frekvenco navzdol na želeno vhodno frekvenco. Razmerje med frekvenco ure in stopnjo pretvorbe je prikazano v tabeli 1. Če naj bi bil vhod ure gnan z logiko, je priporočljivo odstraniti zaključek 49.9 Ω (R5). Počasni naraščajoči robovi lahko ogrozijo SNR pretvornika v prisotnosti visokega ampvišja frekvenca vhodnih signalov.
Vzporedni podatkovni izhod s te plošče (privzeto od 0 V do 2.5 V), če ni povezan z DC890, lahko pridobi logični analizator in jih nato uvozi v preglednico ali matematični paket, odvisno od želene oblike digitalne obdelave signala . Druga možnost je, da se podatki vnesejo neposredno v aplikacijsko vezje. Uporabite pin 50 od P1 za zapah podatkov. Podatke je mogoče zakleniti z uporabo padajočega roba tega signala. V načinu preverjanja sta za vsak podatek potrebna dva padajoča robovaample. Ravni podatkovnega izhodnega signala na P1 je mogoče spremeniti tudi na 0 V do 3.3 V, če aplikacijsko vezje zahteva višjo vol.tage. To dosežete s premikanjem VCCIO (JP3) v položaj 3.3 V.
Privzeta referenca je referenca LTC6655 5V. Če se uporablja zunanja referenca, se mora hitro poravnati ob prisotnosti napak na zatiču REF. Glede na referenčno vezje na sliki 7 odspajkajte R37 in uporabite zunanji referenčni voltage na terminal VREF.
Privzeti gonilnik za analogne vhode ADC na DC2222A je prikazan na slikah 8a in 8b. Ta vezja
medpomnilnik vhodnega signala od 0 V do 5 V, uporabljenega pri AIN+ in AIN–. Poleg tega pas teh vezij omejujejo vhodni signal na vhodu ADC. Če bo gonilnik LTC2508-32 Slika 8a uporabljen za aplikacije z izmeničnim tokom, je priporočljivo, da kondenzatorja C71 in C73 odstranite in zamenjate s tankoplastnimi kondenzatorji WIMA P/N SMDTC04470XA00KT00 4.7 µF ali enakovrednimi v položajih C90 in C91. To bo zagotovilo najmanjše popačenje.
NASTAVITEV DC2222A
Ta predstavitvena plošča je preizkušena doma s FFT sinusnega vala, uporabljenega na diferencialnem vhodu predstavitvene plošče. To vključuje uporabo vira ure z nizkim tresenjem, skupaj z diferencialnim izhodnim sinusnim generatorjem pri frekvenci blizu 200 Hz. Raven vhodnega signala je približno –1dBFS. Vhod je nivojsko zamaknjen in filtriran z vezjem, prikazanim na sliki 9. Tipičen FFT, pridobljen z DC2222A, je prikazan na sliki 4. Upoštevajte, da je za izračun dejanskega SNR potrebna raven signala (F1 amplitude = –1dB) je treba dodati nazaj k SNR, ki ga prikaže PScope. Z bivšimampprikazano na sliki 4, to pomeni, da bi bil dejanski SNR 123.54 dB namesto 122.54 dB, ki ga prikazuje PScope. Če vzamemo RMS vsoto preračunanega SNR in THD, dobimo SINAD 117.75 dB. Prikazani THD je bil pridobljen z dodatnimi kondenzatorji WIMA.
Slika 9. Diferencialni menjalnik ravni
Obstajajo številni scenariji, ki lahko povzročijo zavajajoče rezultate pri ocenjevanju ADC. Eden, ki je pogost, je napajanje pretvornika s frekvenco, ki je delni večkratnik samphitrostjo in ki bo izvajal le majhno podmnožico možnih izhodnih kod. Pravilna metoda je izbira frekvence M/N za vhodno sinusno frekvenco. N je število sampv FFT. M je praštevilo med ena in N/2. Pomnožite M/N s samphitrost za pridobitev vhodne sinusne frekvence. Drugi scenarij, ki lahko prinese slabe rezultate, je, če nimate sinusnega generatorja, ki bi lahko frekvenco ppm
NASTAVITEV DC2222A
natančnosti ali če ga ni mogoče zakleniti na frekvenco ure. Uporabite lahko FFT z oknom, da zmanjšate uhajanje ali širjenje osnovnega toka, da dobite tesen približek zmogljivosti ADC. Če je potrebno okno, priporočamo okno Blackman-Harris 92dB. Če an amplifier ali vir takta s slabim faznim šumom, okno ne bo izboljšalo SNR.
Postavitev
Kot pri vsakem visoko zmogljivem ADC je tudi ta del občutljiv na postavitev. Območje, ki neposredno obdaja ADC na DC2222A, je treba uporabiti kot smernico za namestitev in usmerjanje različnih komponent, povezanih z ADC. Tukaj je nekaj stvari, ki si jih morate zapomniti, ko postavljate ploščo za LTC2508-32. Ozemljitvena plošča je potrebna za doseganje največje zmogljivosti. Obvodni kondenzatorji naj bodo čim bližje napajalnim zatičem. Za vsak obvodni kondenzator uporabite nizkoimpedančne povratke, povezane neposredno z ozemljitveno ploščo. Uporaba simetrične postavitve okoli analognih vhodov bo zmanjšala učinke parazitskih elementov. Analogne vhodne sledi zaščitite z ozemljitvijo, da zmanjšate sklopitev z drugimi sledmi. Naj bodo sledi čim krajše.
Izbira komponente
Ko poganjate ADC z nizkim hrupom in nizkim popačenjem, kot je LTC2508-32, je izbira komponent pomembna, da ne poslabšate zmogljivosti. Upori morajo imeti nizke vrednosti, da zmanjšajo hrup in popačenje. Za zmanjšanje popačenja, ki ga povzroča samosegrevanje, so priporočljivi kovinski upori. Zaradi nizke voltage, je treba za nadaljnje zmanjšanje popačenja uporabiti kondenzatorje NPO ali srebrne sljude. Vsak vmesni pomnilnik, ki se uporablja za aplikacije z izmeničnim tokom, mora imeti nizko popačenje, nizek hrup in hiter čas uravnavanja, kot sta LTC6363 in LT6202. Za aplikacije z natančnostjo enosmernega toka je sprejemljiv tudi LTC2057, če je uporabljeno ustrezno izhodno filtriranje.
DC2222A skakalci
Definicije
- JP1: EEPROM je samo za tovarniško uporabo. Pustite to na privzetem položaju WP.
- JP2: Sklop izbere AC ali DC sklopitev AIN–. Privzeta nastavitev je DC.
- JP3: VCCIO nastavi izhodne ravni na P1 na 3.3 V ali 2.5 V. Uporabite 2.5 V za vmesnik z DC890, kar je privzeta nastavitev. Za vmesnik z DC3.3 ali DC590 uporabite 2026 V.
-
JP4: CM nastavi pristranskost enosmernega toka za AIN+ in AIN–, če sta vhoda povezana z izmeničnim tokom. Za omogočanje AC sklopke morata biti nameščena R35 in R36 (R = 1k), prikazana na shemi na sliki 10. Namestitev teh uporov bo poslabšala THD vhodnega signala v ADC. VREF/2 je privzeta nastavitev. Če je izbrana možnost EXT, bo vhodna voltage lahko nastavite s krmiljenjem terminala E5 (EXT_CM).
-
JP5: Coupling izbere AC ali DC sklopko AIN+. Privzeta nastavitev je DC.
DEMO PRIROČNIK DC2222A
DEMONSTRACIJSKA TABLA POMEMBNO OBVESTILO
Avtorske pravice © 2004, Linear Technology Corporation
1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417
408-432-1900 ● FAKS: 408-434-0507 ● www.linear.com
Dokumenti / Viri
 |
LINEAR TECHNOLOGY DC2222A Oversampling ADC z nastavljivim digitalnim filtrom [pdf] Uporabniški priročnik DC2222A, Oversampling ADC z nastavljivim digitalnim filtrom, DC2222A Oversampling ADC s nastavljivim digitalnim filtrom, ADC s nastavljivim digitalnim filtrom, oversampling ADC, ADC |
