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Siemens A5E00180526 模擬信號(hào)輸入電路 ADS5422的模擬信號(hào)輸入可以采取單端輸入方式或者差分輸入方式。單端輸入方式連接比較簡(jiǎn)單,但抗噪性能差,所以我們采取差分輸入方式,以盡量減少信號(hào)噪聲以及電磁的干擾,尤其是采用差分輸入方式可以將所有偶次諧波通過(guò)正反反個(gè)輸入信號(hào)基本上互相抵消。 ADS5422的模擬信號(hào)差分輸入方式需要同時(shí)使用IN和IN引腳,其硬件連接方法如圖2 所示。圖中,首先使用放大器OPA687以及RF變壓器將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào),然后輸入到ADS5422,其中ADS5422的公共端CM和RF變壓器的公共端連接,RF變壓器的匝數(shù)比應(yīng)該根據(jù)信號(hào)確定。為了增強(qiáng)信號(hào)的穩(wěn)定性,在ADS5422每個(gè)信號(hào)的輸入前加上RC低通濾波電路,圖2中推薦Rt為 50Ω,Rin為22Ω,Cin為10pF,這些元件也可以根據(jù)具體的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整,一般情況下電阻值在10~100Ω之間,電容值在10~200pF之間。 2.2 ADS5422與IDT72V2113的連接 雖然ADS5422的供電電壓為5V,但其輸出的數(shù)字信號(hào)電平兼容3.3V電平,因此不需要電平轉(zhuǎn)換芯片,只要將ADS5422的數(shù)據(jù)線與IDT72V2113的數(shù)據(jù)線相連即可。但是,ADS5422采樣和存儲(chǔ)采樣數(shù)據(jù)到IDT72V3113 中,這兩個(gè)操作對(duì)時(shí)序配置要求非常嚴(yán)格,如果兩者時(shí)序關(guān)系配合得不是很好,就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)存儲(chǔ)出錯(cuò)或者掉數(shù)。如何簡(jiǎn)單、可靠地實(shí)現(xiàn)采樣和存儲(chǔ)是設(shè)計(jì)這部分電路的難點(diǎn)。一般的方法是,通過(guò)可編程邏輯器件(CPLD或FPGA)來(lái)實(shí)現(xiàn)ADC與FIFO存儲(chǔ)器之間的時(shí)序,即由CPLD或FPGA來(lái)控制ADC采樣和 FIFO存儲(chǔ)器的寫(xiě)操作。但是,通過(guò)仔細(xì)查看ADS5422和IDT72V2113的工作時(shí)序圖,找到了一種簡(jiǎn)單可靠的實(shí)現(xiàn)方法,此方法不需要CPLD或 FPGA就可以實(shí)現(xiàn)兩者的時(shí)序配合。 首先分析ADS5422的工作時(shí)序圖,如圖3所示,其中t1為采樣時(shí)鐘上跳沿到輸出數(shù)據(jù)無(wú)效之間的時(shí)間間隔,即數(shù)據(jù)保持時(shí)間,其大小為3ns。查看IDT72V2113的相關(guān)文檔可知,對(duì)其進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí),數(shù)據(jù)線的保持時(shí)間大于1ns即可滿足要求。因此,ADS5422與IDT72V2113之間的時(shí)序配合可以采用以下簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法:ADS5422的采樣時(shí)鐘和IDT72V2113的寫(xiě)時(shí)鐘采用同一個(gè)時(shí)鐘源,這樣,每一個(gè)時(shí)鐘的上跳沿,ADS5422進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,同時(shí)將上個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)輸出的采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到DT72V2113內(nèi)部。 2.3 C6203B與IDT72V2113的連接 C6203B與IDT72V2113的連接是通過(guò)C6203B外部擴(kuò)展總線(XB)。 C6203B的外部擴(kuò)展總線(XB)寬度為32位,可以實(shí)現(xiàn)與同步FIFO無(wú)縫連接,可以同時(shí)無(wú)縫實(shí)現(xiàn)四個(gè)FIFO寫(xiě)接口或者實(shí)現(xiàn)3個(gè)FIFO寫(xiě)接口及1 個(gè)FIFO讀接口。通過(guò)無(wú)縫連接實(shí)現(xiàn)FIFO讀接口,F(xiàn)IFO必須連接到XCE3上,數(shù)據(jù)通過(guò)DMA方式從IDT72V2113傳送到C6203B的片內(nèi) RAM中,具體連接如圖4所示。圖4中,4片IDT72V2113經(jīng)過(guò)字長(zhǎng)和字深擴(kuò)展形成2MB的數(shù)據(jù)輸入緩沖,輸入數(shù)據(jù)總線(D0~D15)、輸出數(shù)據(jù)總線(Q0~Q15)、讀使能(REN)、讀時(shí)鐘(RCLK)、寫(xiě)使能(WEN)、寫(xiě)時(shí)鐘(WCLK)和將空標(biāo)志信號(hào)(PAE)是由4片 IDT72V2113的相應(yīng)信號(hào)組合形成的;XCE3為外部擴(kuò)展總線(XB)的空間選擇信號(hào),XFCLK為外部擴(kuò)展總線(XB)的輸出時(shí)鐘, EXT_INT4是C6203B的外部中斷信號(hào)4,DX0用作通用輸出口,控制IDT72V2113的寫(xiě)使能信號(hào)。
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