高速模/数转换器AD10242的功能特点与应用分析
ad10242型电路是美国adi公司推出的高速模/数转换器（adc）。样速度高达每秒 40mhz，最一种高速度、高性能、低功耗的12位双通道模/数转换器。采用±5.0v电源供电，其输入信号既可以是双极性也可以是单极性。片内带有跟踪 /保护放大器（t/h）、基准电源和输出缓冲器。芯片内的2个通道完全独立，均有各自的译码和模拟输入，每个通道均用激光修正增益和偏移匹配，可保证2通道间串扰优于80db。该电路无疑是小体积、高速、高集成度嵌入式处理系统的理想选择。
1、 ad10242内核介绍
ad10242中的每一个通道内均集成了3个单片器件ad9632、op279、ad9042以及多个电阻器和去耦电容器。ad10242的内部结构如图 1所示。其核心器件是ad9042，输入信号通过一个精度电阻分压器可在±0.5v、±1.0v、±2.0v中进行选择，采用电阻分压方式可保护给内部放大器ad9632提供0.4v输入电压。ad9632是提供给模/数转换器ad9042的直流耦合水平相移电路。该放大器配置为不可翻转模式，交流信号通过修正可为adc提供一个不变的输入，其中心是ad9042的内部参考电压。ad10242可用于雷达信号处理、通信接收机、filr信号处理、保密通信等信号处理的应用系统中。
ad10242中的核心器件ad9042以ad公司的高速互补双极型处理技术为基础，采用一种改进型多路并行结构设计，在20mhz带宽上保证具有 80db的无失真动态范围，典型信噪比为68db。ad9042模/数转换器采用二级转换模式，这种设计可保证在较低功率下满足12位精度，而不必采用激光修正的。它的1v（峰-峰值）单端模拟输入与2.4v的中点电压可构成单端输入差动输出放大器a1和两个输入信号。a1输出则可用于驱动第一个跟踪/保护放大器（th1），编码输入的高电平状态可将th1置于保持状态。th1的保持信号用于产生6位的粗转换adc值的输入，这6位精转换值数据又可驱动一个6位dac，而这6位粗转换又可在th3的输入端被th2输入的模拟值相减以产生一个剩余差信号，剩余差信号在下一个时钟周期再通过保持放大器（th3）又被差值放大器a2放大，然后由7位精转换adc转换以产生7位数据代码，其中一位代码重叠用于调整前面6位adc产生。将6位精转换代码与7 位精转换代码在数字纠错逻辑中合并并加以校正，即可产生输出代码（12位并行数据），同时以与cmos兼容的模式用二进制补码输出。
2、 ad10242的引脚功能
3 、ad10242的应用
3.1 ad10242的信号输入
ad10242的模拟输入可以设计为直流耦合双极性输入（±0.5v，±1.0v，±2.0v），也可通过外接电阻器配置为单极性输入。在upos和 ucom间连接一个2.43kω的可变电阻器（可用于偏移校准），可实现1v，2v，4v的正极输入，在uneg和ucom间连接一个2.43kω的可变电阻器可实现-1v，-2v，-4v的负极输入。
3.2 ad10242的编码信号输入
ad10242在逻辑接口与ttl和cmos逻辑兼容，依靠编码信号encode的节拍可在其上升沿采集数据，其中驱动encode引脚的信号源必须是干净、无振荡的，因为振荡的信号源会降低snr指标，其时序如图2所示。
ad10242的编码信号输入端可与微分输入级相接。当接不接encode或其他输入信号时，输入级偏置电压为1.6v。而对于ttl或cmos应用，其代码信号源应接到encode。encode可通过一低值电感器或高频片状电容器接地。
图3所示是ad10242与dsp进行接口连接的电路图。
3.3 电源
由于ad10242采用模拟±5v电源与数字±5v电源，所以设计时最好把它们分开馈电，因为快速的数字振荡可能将转换噪声耦合回模拟电源中。每个电源引脚都要接10μf的钽电容器和0.01μf的片状态电容来对每组电源去耦，去耦元件应尽可能地靠近a/d转换器处。模拟电源去耦要先接到模拟地线点，数字电源去耦要先接到数字地线点。模拟地和数字地间的相互联系只能发生在电源公共端。
4、与dsp的硬件接口
实时信号处理系统的基本模拟一般采用“adc+cpu（dsp、arm等）+dac”结构，设计是一般首先通过adc子系统将其转换为数字信号，然后用 cpu子系统对数字信号进行处理，接着通过d/a转换器子系统把处理后的数字信号重新转化为模拟信号。该系统就是一个传统的基于dsp实现的实时信号处理系统，此系统选用ad10242作为adc采集模块，可保证系统的10位精度、28mhz采样速度、2路并行采集和±2.0v模拟输入等要求。由于dsp 选用的是ti公司的tms320c6701型高性能浮点处理器，其内核电压为1.8v，周边i/o电压为3.3v，因此，必须在adc后加驱动电路。本设计选用的是sn74lvc164245型驱动器。
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3.1 ad10242的信号输入
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3.2 ad10242的编码信号输入
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图3所示是ad10242与dsp进行接口连接的电路图。
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