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值比較器連接于adc輸出并對(duì)兩個(gè)電流源進(jìn)行控制。數(shù)值比較器的另一輸入由pc控制,后者可以對(duì)n位轉(zhuǎn)換器的2n - 1個(gè)測(cè)試碼進(jìn)行掃描。 圖2. 模擬積分伺服環(huán)的電路配置 如果環(huán)路反饋的極性正確的話,數(shù)值比較器就會(huì)驅(qū)使電流源“伺服”模擬輸入跟隨給定的代碼跳變。理想情況下,這將在模擬輸入端產(chǎn)生一個(gè)小的三角波。數(shù)值比較器控制斜坡信號(hào)的方向和速度。在跟隨一次跳變時(shí)積分器的斜率必須快,而在采用精密數(shù)字電壓表(dvm)進(jìn)行測(cè)量時(shí),為了降低疊加的三角波過沖峰值,又要求積分器足夠慢。 在max108的inl/dnl測(cè)試中,伺服板通過兩個(gè)連接器連接到*估板(見圖3)。第一個(gè)連接器建立起max108的主(或副)輸出端口和數(shù)值比較器的鎖存輸入口(p)的連接。第二個(gè)連接器將伺服環(huán)(數(shù)值比較器的q端口)和用于生成參照碼的計(jì)算機(jī)連接起來。 圖3. 借助max108evkit和模擬積分伺服環(huán),該測(cè)試裝置可以確定max108的inl和dnl特性。 數(shù)值比較器的判決結(jié)果解碼后通過p > qout輸出端輸出并送往積分器單元。每一次的比較結(jié)果都獨(dú)立地控制開關(guān)的邏輯輸入,驅(qū)動(dòng)積分電路產(chǎn)生
接于adc輸入端。其中一個(gè)電流源向積分器注入電流,另一個(gè)則吸入電流。數(shù)值比較器連接于adc輸出并對(duì)兩個(gè)電流源進(jìn)行控制。數(shù)值比較器的另一輸入由pc控制,后者可以對(duì)n位轉(zhuǎn)換器的2n-1個(gè)測(cè)試碼進(jìn)行掃描。如果環(huán)路反饋的極性正確的話,數(shù)值比較器就會(huì)驅(qū)使電流源"伺服模擬輸入跟隨給定的代碼跳變。理想情況下,這將在模擬輸入端產(chǎn)生一個(gè)小的三角波。數(shù)值比較器控制斜升電壓的方向和速度。在跟隨一次跳變時(shí)積分器的斜率必須快,而在采用精密數(shù)字電壓表(dvm)進(jìn)行測(cè)量時(shí),為了降低疊加的三角波過沖峰值,又要求積分器足夠慢。在max108的inl/dnl測(cè)試中,伺服板通過兩個(gè)連接器連接到評(píng)估板(圖2)。第一個(gè)連接器建立起max108的主(或副)輸出端口和數(shù)值比較器的鎖存輸入口(p)的連接。第二個(gè)連接器將伺服環(huán)(數(shù)值比較器的q端口)和用于生成參照碼的計(jì)算機(jī)連接起來。 數(shù)值比較器的判決結(jié)果解碼后通過p>qout輸出端輸出并送往積分器單元。每一次的比較結(jié)果都獨(dú)立地控制開關(guān)的邏輯輸入,驅(qū)動(dòng)積分電路產(chǎn)生出滿足需要的斜坡電壓,供給待測(cè)器件的兩路輸入。這種方法具有其優(yōu)越性,但也有一些不足之處: 1.為了降
功能做了簡要介紹,并利用嵌入式邏輯分析儀對(duì)該超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證了采樣結(jié)果的正確性。該超高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)通用性和可擴(kuò)展性較強(qiáng),適合工程應(yīng)用。 0 引言 在電子信息領(lǐng)域中,通常要求處理的頻帶要盡可能的寬、動(dòng)態(tài)范圍要盡可能的大,以便 得到更寬的頻率搜索范圍,獲取更多的信息量,這就要求a/d 轉(zhuǎn)換速度快而采樣精度高,以 便滿足系統(tǒng)處理的要求[1]。隨著電子元器件的不斷發(fā)展,adc 的采樣速率越來越高,很多公 司都推出了采樣率可達(dá)ghz 以上的產(chǎn)品。例如maxim 公司的max108 芯片,采樣精度為 8bit,采樣率可達(dá)1.5gsps;國家半導(dǎo)體公司(national semiconductor)的adc08d1500 芯片, 單片集成雙通道,采樣精度為8bit,單通道采樣率可達(dá)1.5gsps,另外新品adc08b3000,單 通道芯片,采樣精度為8bit,單通道采樣率可達(dá)3gsps;atmel 公司推出的at84as004 芯片, 采樣精度為10bit,采樣率可達(dá)2 gsps,另外商用10 位adc at84as008gl,時(shí)鐘頻率達(dá) 2.2gsps [2]。 本
1ghz下的有效位數(shù)是7.8位而不是10位,由于時(shí)鐘頻率提高和電壓比較器電平不穩(wěn),高頻的分辨率會(huì)下降,從10位變成7.8位。大部分市售數(shù)字存儲(chǔ)示波器的分辨率是8位。在高頻時(shí)會(huì)低于7位。還有,芯片提供1:2和1:4的多工數(shù)字輸出,對(duì)于后端數(shù)據(jù)處理非常有利,可以使用時(shí)鐘較低的閃存和dsp,降低電路成本。atmel公司的at84as系列tdc仍在發(fā)展中,cmos芯片的時(shí)鐘頻率可達(dá)到5ghz,表明該系列的取樣率還有提高的潛力,atmel今年已連續(xù)推出1.5gs/s和2gs/s兩種adc。maxim公司的max108是8位分辨率和1.5gs/s的adc,同樣適用于數(shù)字存儲(chǔ)示波器。取樣示波器的關(guān)鍵器體取樣示波器的關(guān)鍵器件是取樣頭,在原理上并非數(shù)/模轉(zhuǎn)換過程而是開關(guān)過程。如果開關(guān)脈沖寬度用τ表示,等效帶寬用δf表示,則求得δf=a1/τ,式中α是與開關(guān)脈沖波形有關(guān)的常數(shù)。例如,當(dāng)τ=0時(shí),δf =∞,亦即,開關(guān)脈沖寬度趨于零時(shí),等效帶寬趨于無限大。一般假設(shè)開關(guān)脈沖是鐘形函數(shù),此時(shí),作為估算可取δf =0.35/τ,當(dāng)τ=3.5ps,求得δf=100 ghz。取樣門電路可用橋式電路,通常采用如圖2所示的雙管半橋式