[导读]AT84AD001B是Atmel公司推出的一款高性能高速双通道并行8位差分输入差分输出AD转换芯片。该芯片的采样频率最高可达1GSPS,具有多种灵活的输入、输出及时钟方式,可满足不同的设计要求。文中介绍了该芯片的工作原理、主要参数和工作方式,给出了该芯片在高速信号采样系统中的具体设计方法。
在雷达、通信、医疗等领域的系统设计中都需要对信号进行高速处理,因而高速AD转换芯片的选择就显得至关重要。目前生产高速AD转换芯片的厂商主要有ATMEL、MAXIM、Rock-well、ADI、TI等。AT84AD001B就是一款由AT-MEL出品的AD采样芯片,可支持单/双通道、单/双路时钟控制、及MUX1:1、MUX1:2等多种工作模式,采样速率最高可达1GSPS(交错模式下最高可达2GSPS),能够广泛应用于各种高速信号采集系统。文中主要就AT84AD001B的工作原理、工作方式及具体应用设计作以介绍。
1 AT84AD001B的特点
AT84AD001B是一种Flash型ADC,其采样速率最高可达1GSPS,在交错模式下最高可达2GSPS。该芯片的主要特点有:支持单路或MUX1:2模式输出。输入信号为峰峰值小于或等于500 mV的差分信号:输出数字信号为LVDS电平方式,且可以通过三线串口配置为二进制式或格雷码式:输人时钟可以为单端或差分PECL/LVDS方式,串联匹配电阻为50欧姆;需要提供的电源有3.3 V模拟电源,3.3 V数字电源,及2.25V的输出驱动电源:封装形式为LQFP144。满功率输入带宽为1.5 GHz(-3 dB);有很高的信噪比,在1GSPS时误码率仅为10-13;支持三线串口,可对工作方式进行配置。相比于其他ADC芯片,AT84AD001B的功耗更低。每一通道的功耗为0.7W,在休眠模式下功耗可低至120 mW。
2 Flash型ADC的工作原理
AT84AD001B采用Flash型ADC结构。其内部电路结构框图如图1所示。
500)this.style.width=500;" />
由于Flash ADC只需一次转换即可得出数据,且比较器是同时工作的,因此模数转换的速度取决于一级比较器的延迟时间以及编码器和辅助电路中逻辑门的延迟时间,其速度极快。
Flash ADC由分压电阻网络、电压比较器阵列、译码逻辑单元和输出锁存器组成。这一种Flash ADC采用大量的比较器和电阻,对于N位分辨率的Flash ADC,其转换器包含2N个电阻和2N-1个电压比较器。参考电压VREF首先被分为2N阶,即VREF/2N,2VREF/2N,3VREF/2N,……(2N-1)VREF/2N,接着将这2N阶参考电压分别加到这些电压比较器的参考端,并将模拟输入电压加到所有电压比较器的输入端。然后由比较器对这两端的电压进行比较。将输入端电压高于参考电压的比较器输出为1,否则输出为0。这2N-1个比较器的输出连同0电势输出再经过译码逻辑便可获得N位二进制数,最后经输出锁存器保存在输出端。Flash ADC的采样时序控制由采样时钟来完成。
3 AT84AD001B的内部结构
AT84AD001B中集成了两路(I和Q)独立的ADC转换器,且具有8bit转换精度,每个通道具有1GSPS的采样率,在交错模式下两路ADC并行采样可以达到2 GSPS的采样率。AT84AD001B内部集成了1:1和1:2的数据多路分离器(DMUX)和LVDS输出缓冲器,可以降低输出数据率,也可以方便地与多种类型的高速FPGA直接相连,以实现高速率的数据缓存及处理。AT84AD001B内部还集成了时钟选择器,可以根据具体需要方便的选择单路时钟或双路时钟来控制采样。AT84AD001B的内部结构如图2所示。
500)this.style.width=500;" />
4 AT84AD001B的三线串口
AT84AD001B高速模数转换器芯片的MODE、CLK、LDN及DATA 4个引脚可用于三线串口的配置。其中MODE引脚用于配置选择是否启用三线串口,MODE为高时启用三线串口,为低时屏蔽,参数为缺省状态。CLK是三线串口的配置时钟输入引脚。LDN为配置通过三线串口配置寄存器的开始和结束信号输入引脚。DATA为三线串口的寄存器配置数据输入引脚。CLK引脚允许输入的最大时钟频率是50 MHz。三线串口配置时序见图3所示。
500)this.style.width=500;" />
在对AT84AD001B高速模数转换器芯片的应用电路进行设计时,可以通过微处理器对三线串行接口进行配置。通常在高速信号处理系统中通过后端做信号处理的高速FPGA对三线串口进行配置,而无需添加专用芯片,因此可以节省空间,利于PCB设计。系统启动或复位后,当MODE脚为高电平,LDN脚为低电平时,DATA脚将会在每一个CLK的上升沿输入1 bit数据。由于每个三线串口寄存器需输入的配置数据包括3 bit的寄存器地址和送入该寄存器的16 bit数据,因此该设计总共需配置8个寄存器,表1是各寄存器的配置参数。
500)this.style.width=500;" />
5 AT84AD001B的工作模式
AT84AD001B的工作方式按输入的模拟信号来分,具有以下三种模式:
(1)I通道与Q通道有相互独立的两路输入;
(2)I通道与Q通道均使用I通道的模拟输入;
(3)I通道与Q通道均使用Q通道的模拟输入。
AT84AD001B的工作方式按时钟输入也可以分为三种:
(1)I通道和Q通道有各自独立的时钟,分别在上升沿时采样;
(2)两个通道都使用I通道时钟,在I通道时钟的上升沿采样;
(3)两个通道都使用I通道的时钟,ADC内部产生一个同频反相的时钟作为Q通道工作时钟。在第3种模式下,当两通道输入同一模拟信号时,就可以实现交替式并行采样。ADC的采样速率为输人工作时钟的2倍。
AT84AD0001B的工作方式有多种选择,用户可以根据自身系统的需要和特点来选择最合适的工作模式。
6高速采样设计
采用AT84AD001B和高速FPGA来实现采样系统的设计应遵循两个原则:一是要有足够的专用LVDS差分逻辑接收通道:二是用作AD输出差分数据接收的专用LVDS差分逻辑接收通道的最高数据传输速率要大于AD的数据输出速率。
本设计中的AT84AD001B与高速FPGA的接口设计如图4所示。
500)this.style.width=500;" />
图中FPGA用于产生AD的时钟和三线串口配置信号,由于AD的采样输出信号速率很高,设计中需要通过串并转换或数据抽取使数据速率降低之后,才能对信号进行处理,而不宜直接做信号处理。
7结束语
由于AT84AD001B的工作方式灵活多样,所以基于它的高速采样系统的设计也很灵活,因此可以根据目标系统的需求或指标来满足系统的设计要求。而且,AT84AD001B的这种灵活性也方便了它在其他领域中的推广。
本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
2024年4月11日,中国——意法半导体的ST25R100近距离通信(NFC)读取器芯片独步业界,集先进的技术功能、稳定可靠的通信连接和低廉的成本价格于一身,在大规模制造的消费电子和工控设备内,可以提高非接触式互动功能的...
关键字:
嵌入式
数据读取器
芯片
其最新一代开创性系统集成芯片及配套软件将为4600万辆汽车提供更多安全和便利功能 上海2024年4月17日 /美通社/ -- Mobileye今日宣布,其已向客户交付其最新的EyeQ™6 Lite (EyeQ...
关键字:
芯片
MOBILEYE
ADAS
自动驾驶
随着2024年的到来,北斗系统建设已走过栉风沐雨、接续奋斗的30年,几代北斗人也走过了北斗系统建设从无到有,从有源定位到无源定位,从服务中国到服务亚太,再到全球组网的“三步走”发展历程。
关键字:
华大北斗
芯片
微控制单元(Microcontroller Unit;MCU) ,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机,是一种针对特定应用的控制处理而设计的微处理器芯片,其工作频率(在1M...
关键字:
MCU
芯片
半导体
今日凌晨,中国台湾东部的花莲县连续发生地震,最高强度为6.3级,震源深度10公里,据中国地震台网分析,本次地震均为4月3日台湾花莲县海域发生的7.3级地震的余震。中国台湾地区在全球半导体供应链中扮演者重要角色,其10nm...
关键字:
固态硬盘
芯片
存储
在科技飞速发展的今天,电子设备已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。而在这些电子设备的内部,一个不可或缺的组成部分便是开关电源芯片。作为电源管理集成电路的核心,开关电源芯片在电子设备中发挥着至关重要的作用。本文将深入...
关键字:
开关电源
芯片
开关电源芯片作为电子设备中的重要组成部分,是实现电源转换和管理的核心器件。随着科技的不断进步,开关电源芯片的种类也在不断增加,各具特色,满足了不同设备和应用场景的需求。本文将深入探讨开关电源芯片的种类及其科技应用,带领读...
关键字:
开关电源
芯片
4月17日消息,Intel官方宣布,工程师内部研发了一种新的AI增强工具,可以让系统级芯片设计师原本需要耗费6个星期才能完成的热敏传感器设计,缩短到区区几分钟。
关键字:
Intel
芯片
1.8nm
业内消息,昨天美国芯片设计公司 AMD 推出了锐龙PRO 8040/8000系列AI处理器芯片,为支持人工智能的PC提供动力,试图在与英伟达和英特尔等竞争对手的AI PC 竞争中获得领先地位。
关键字:
AMD
锐龙
AI处理器
芯片
今天,小编将在这篇文章中为大家带来电容笔的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对电容笔具备清晰的认识,主要内容如下。
关键字:
电容笔
导体
芯片
Intel日前举办了Vision 2024年度产业创新大会,亮点不少,号称大幅超越NVIDIA H100的新一代AI加速器Gaudi 3、品牌全新升级的至强6、AI算力猛增的下一代超低功耗处理器Lunar Lake,都吸...
关键字:
Intel
芯片
1.8nm
4月12日消息,Intel日前发布了LGA1851独立封装接口的酷睿Ultra处理器,代号Meteor Lake-PS,但不是给消费市场用的,而是面向嵌入式和边缘计算。
关键字:
Intel
芯片
业内消息,上周有外媒称中国要求国内大型电信营运商在2027年前逐步淘汰外国芯片,引起半导体行业震动,作为中国市场的头部芯片供应商,英特尔和AMD当天美股盘中股价双双跌逾4%。
关键字:
电信运营商
芯片
在这篇文章中,小编将对晶圆的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。
关键字:
晶圆
芯片
业内消息,继此前正式公布新一代AI加速芯片 Gaudi 3 之后,英特尔拟另准备针对中国市场推出“特供版”Gaudi 3,包括名为HL-328的OAM相容夹层卡(Mezzanine Card )和名为HL-388的PCl...
关键字:
英特尔
特供芯片
芯片
Gaudi3
近日业内消息,美国研究机构American Enterprise Institute的最新报告显示,中国大陆供应商已经占据了俄罗斯芯片市场的近九成(89%)!其他供应商瓜分其余部分:泰国3%、土耳其2%、马尔代夫2%、阿...
关键字:
俄罗斯
芯片
4月12日消息,据媒体报道,清华大学首创分布式广度光计算架构,并研制出大规模干涉-衍射异构集成芯片太极(Taichi),实现160 TOPS/W的通用智能计算。
关键字:
清华大学
芯片
Graham Curren将辞去欧洲领先的ASIC设计服务公司Sondrel Holdings plc的CEO职务。在领导Sondrel近23年后,Curren将由临时CEO David Mitchard接替。
关键字:
ASIC
芯片
Sondrel
语音识别技术将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对语音识别技术的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
关键字:
语音识别
芯片
业内消息,美国联邦将为台积电提供66亿美元拨款补贴,在这一支持下台积电同意将其在美国的投资由400亿美元增加60%以上,达到650亿美元以上。此外台积电还将在美国本土生产世界上最先进的2nm芯片。
关键字:
台积电
芯片补贴
2nm
芯片