超高速模数转换器AD9224及其应用

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:496

　　摘要：ad9224模数转换器的最高采样频率为40mhz，数据精度为12位。内部采用闪烁式ad及多级流水线式结构，因而不失码，使用方便、准确度高。文章介绍了高速模数转换器ad9224的性能、结构及几种典型应用电路。

　　关键词：闪烁式ad；信噪比；差分；耦合；ad9224

　　1 引言

　　超高速模数转换器ad9224,是美国ad公司生产的一种12位、40msps高性能模数转换器。它具有片内高性能采样保持放大器和电压参考。在单一＋5v电源下，它的功耗，仅有376mw，信噪比与失真度为±0．7db。且具有信号溢出指示位，并可直接以二进制形式输出数据。超高速模数转换器ad9224采用多级差动流水线式结构对输出错误进行逻辑纠正，以保证在整个工作温度范围内不失码。ad9224的接口十分方便，可广泛应用在图象、通信系统以及医疗超声波设备中。

　　2 内部结构与引脚说明

　　超高速模数转换器ad9224,是一种高性能、单一电源供电的12位adc，其内部结构框图如图1所示。

　　超高速模数转换器ad9224,的模拟输入范围非常灵活，可以是dc或ac耦合的单端或差分输入。ad9224采用四级流水线式结构，并由一个宽频输入采样保持放大器来实现高效经济的cmos流程。它的最后一级只包含一个闪烁式a／d，而其它三级都包含有连接到比较放大器mdac的低分辨率闪烁式a／d。因而可用残余放大器把重构的dac输出和闪烁式a／d之间的差别放大以用于流水线的下一级，每一级中冗余的一位用于错误的数字纠正。流水线式结构在同样的流水线延迟与等待时间条件下可以有更大的通过率，也就是说当转换器在每个时钟周期之中能扑捉一个新的采样输入时，转换的全部完成和数据输出实际上花费了三个时钟周期。将数据溢出标志位（otr）及数字输出锁入输出缓冲器可用来驱动输出管脚。图2为超高速模数转换器ad9224的引脚图，各引脚功能说明如下：

1（clk）：时钟输入；

2（bit12）：数据输出最低位lsb；

3～12（bit11～2）：数据输出；

　　1 3（bit1）：数据输出最高位msb；

　　14（otr）：数据溢出标志位；

15、26（avdd）：＋5v模拟电源；

16、25（avss）：模拟地；

17（sense）：参考选择；

18（vref）：输入参考选择；

19（refcom）：通用参考（avss）；

20、21（capt、capb）：减噪管脚；

22（cml）：共模方式；

23（vina）：模拟输入（同相端）；

24（vinb）：模拟输入（反相端）。

当输入超出输入范围时，otr位的相应输出结果如表1所列。

　　3 典型应用

　　3．1 模拟输入范围

　　超高速模数转换器ad9224可以在内部参考与外部参考方式下采用不同的电路设计来获得灵活的模拟输入范围。其不同电路连接时的模拟输入范围见表2所列。

　　3．2 模拟输入的驱动电路

　　超高速模数转换器ad9224的高度灵活的输入结构使它可以与单端或差分输入电路接口。其输入范围可参照表2。操作的最优模式、模拟输入的范围以及相关接口电路应由特定应用的需要来决定。其直流耦合单端输入多应用于数据采集和成像技术的场合。同时在许多通讯应用中，为进行正确的检波，也需要直流耦合输入方式。图3是一个超高速模数转换器ad9224应用于交流耦合的单端输入典型电路。

　　另外，单端操作往往受驱动放大器的限制。在单端直流耦合应用中，当输出接近正的输出电压限制时，往往不能保持其低失