最近幾年,高速,、高精度的模數轉換器 (ADC) 變得疾速,。在 2006 年,一款業(yè)界一流的 12-位轉換器才達到 250 兆采樣/秒 (MSPS),。而今天,,這一速度已經翻了一番,達到了 500 MSPS,。14-位和 16-位精度的類似發(fā)展趨勢也日益明顯,。這表明,在比特精度不變的條件下,,ADC 速度正以幾乎每年翻一番的速度發(fā)展,。采樣速率增長的結果是,收斂數字時序來確保您終端系統(tǒng)的數據完整性正變得越來越重要,。
要收斂時序,,需在 ADC 和數字接收機產品說明書中找到建立時間 (tsu) 和保持時間 (th)。建立時間是接收機時鐘沿之前數據必須有效的時間,,而保持時間是時鐘沿之后 ADC 數據必須有效的時間量(請參見參考文獻1),。ADC 的建立時間和保持時間加在一起便決定了時間數據是否有效。這樣,,長建立時間和保持時間是 ADC 的一種理想狀態(tài),。
同樣,對于數字接收機來說,,通過增加建立時間和保持時間,,您可以獲得規(guī)定的數據有效時間。這種情況下,,數值越小越好,。要收斂時序,ADC數據有效時間應該始終大于接收機的輸入要求數據有效時間,。
通常情況下,,ADC 產品說明書有兩套時序數:一套用于輸入時鐘,;另一套用于輸出時鐘。要知道您的應用使用哪一套,,需考慮有多少 ADC 數字總線連接到您的數字接收機,。不管您是什么樣的應用,收斂時序時請始終使用最小值欄中的值,,因為它們代表極端情況,。
在一個 ADC 輸出總線和一個數字接收機的最簡單情況下,數字接收機的默認時鐘連接會使用 ADC 時鐘輸出,,有時稱作數據準備 (dataready) (DRY),。利用這種設計方法,您可以最大化 ADC 的建立和保持時間,。使用參考輸出時鐘的產品說明書數值,。
為什么?簡而言之,,我們必須了解 ADC 內部的輸出緩沖,。ADC 輸出緩沖的時序隨半導體工藝、緩沖電壓電平和溫度的差異而不同,。使用 ADC 的時鐘輸出時,,工藝、電壓和溫度的差異等同地作用于 ADC 數字和時鐘輸出,。這就避免了時鐘和數字輸出之間延遲的增加,,從而最大化 ADC 建立時間和保持時間。
當一個系統(tǒng)中出現多個 ADC 時,,需考慮兩種截然不同的情況,。第一種情況中,需考慮的狀態(tài)是:這些 ADC 均安裝在同一顆 IC 上,,并且每條全數字輸出總線僅提供一個時鐘輸出,。(例如,在 ADS62P45 設計里,,TI 將兩個 ADC 集成到一顆 IC 中,。)由于所有 ADC 通道都在同一顆 IC 上,因此工藝 ,、電壓和溫度處處都相同,。這樣,對于最大 ADC 建立時間和保持時間來說,,設計人員應該在多個 ADC 數字總線中使用 ADC 的時鐘輸出來鎖閉,;假設能夠以這種方式來配置接收機。這種情況與前面介紹的情況類似,您可以使用被稱為 ADC 產品說明書輸出時鐘的建立時間和保持時間,。
另一種情況中,,您有多個連接單時鐘接收機的 ADC IC,則您必須使用參考時鐘輸入的 ADC 時序數,。即使您仍然在多個 ADC IC 輸出中使用 ADC 時鐘輸出來鎖閉,,您也需要使用參考 ADC 時鐘輸入的時序數來收斂時序。至少,,不同 IC 之間的半導體工藝會不同,,從而帶來更大的延遲,并最小化 ADC 建立時間和保持時間,。但是,,如果您可以使用器件最小值收斂時序的話,那么您就可以保證接口比特誤差不會因時序而出現,。
參考文獻
1,、“觸發(fā)器(電子版)”, (Wikipedia),,點擊此處。
2,、如欲了解 TI 其他數據轉換器的更多詳情,,請點擊此處。
作者簡介
Joe Venable 現任 TI 高速數據轉換器系統(tǒng)與應用工程經理,。在過去的 8 年中,,他曾擔任過模擬半導體應用與系統(tǒng)的各種職位,主要負責數據轉換器,、醫(yī)學和寬帶通信,。
他畢業(yè)于俄亥俄州立大學哥倫布分校 (Ohio State University, Columbus),,獲電子工程理學士學位,。Joe 撰寫了多篇關于模擬的文章和應用手冊,并且多次組織并舉辦了數據轉換器研討會,。