设计天地

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TI模拟电路应用专栏竞赛

１４位１２５Ｍｓｐｓ模数转换器ＡＤＳ５５００及其应用

１４－Ｂｉｔ，　１２５－ＭＳＰＳ　Ａ／Ｄ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ＡＤＳ５５００　ａｎｄ　ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

武警工程学院　　　金剑　　邓长军

摘　　　要：本文介绍了ＡＤＳ５５００的性能特点和设计考虑，并对其在视频信号处理方面的应用作了简要说明。关键词：模数转换器；ＡＤＳ５５００；高频采样

概述

近年来，随着数字信号处理技术的迅速发展和新理论、新算法的不断涌现，加之数字信号处理器件性能的全面提高，使实际系统对模数转换器的要求越来越高。因此，在实际的应用中，一般都要求模数转换器必须同时具备很高的采样率和精度、很大的动态范围、极宽的频率响应范围和灵活的数字接口。

１２５ＭＳＰＳ采样速率的高性能模数转换器，芯片为６４引脚ＴＱＦＰ　ＰｏｗｅｒＰＡＤ封装。为实现更高的系统集成度，其内部还包括有宽带宽的线性采样／保持和内部基准电压源的完整转换解决方案。１００ＭＨｚ时ＡＤＳ５５００的信噪比（ＳＮＲ）为７０ｄＢ，无失真动态范围（ＳＦＤＲ）为８２ｄＢ，差分输入电压为２．２Ｖｐｐ，工作电压为３．３Ｖ（单极性），且功耗仅为７５０ｍＷ。内部基准电压源简化了系统设计，并行ＣＭＯＳ兼容数据输出接口确保了与普通逻辑电路的无缝连接，方便了与数字信号处理器的连接。其内部结构框图示于图１。

输入配置

ＡＤＳ５５００的模拟输入部分主要由一个差分跟踪／保持放大器和开关电容组成（图３）。

差分输入技术确保了高采样率条件下的高性能，同时也带来了非常高的可用输入带宽，这一点对于某些中频采样或欠采样应用尤为重要。

对于低频输入信号的输入配置可以采用差分输入／种配置的优点在于其具有较大的灵活性，放大器可用来完成模拟输入信号的极性转换（单极性￣差分）、信号放大及ＡＤＣ的前端预滤波等工作。

ＡＤＳ５５００是ＴＩ公司开发的一款１４位分辨率、输出放大器（如ＯＰＡ６９５），用来简化前端驱动电路。这

设计考虑

ＡＤＳ５５００是一款低功耗、采样率为１２５ＭＳＰＳ的１４位流水线模数转换器，仅需一个３．３Ｖ的单极性电源就可正常工作。数据转换过程启动于时钟信号波形的上升沿，一旦模拟信号被转换器的采样／保持部分捕获后，输入信号的采样过程被依序分割为一系列的流水线操作，使时钟信号的上升沿和下降沿都能进行数据的转换工作。从输入模拟信号到输出１４位的数据需要１６个时钟周期的延迟。图２给出了ＡＤＳ５５００输入、输出信号和时钟波形的对应时序。

图２　　ＡＤＳ５５００工作信号时序

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图１　　ＡＤＳ５５００的内部结构框图