转——高速数据采集之ADC（3）

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转——高速数据采集之ADC（3）

作者：chenzhufly  QQ：36886052

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1、  硬件环境

     硬件平台：Embest SoC --LarkBoard

     软件平台：开发板-linux-3.10.31

                     Quartus 14.0

& E- O+ x* Q4 s- I" V

2、信号链深入剖析

     原本只打算简单的介绍一下AD9628，然后用FPGA控制，采集到数据就完事了，哪知水太深，还需进一步的深入分析，方能更加清晰的明白整个数据信号链的组成，理清楚数据的来龙去脉。

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    1）浅谈AD9628的默认配置

         AD9628这个控制器是可以通过SPI 接口来配置操作模式或者一些特殊功能，我在测试的过程中并没有进行配置，使用的是芯片的默认配置，那么都是那些功能呢？刚开始的时候也疏忽了，还是需要静下心来认真阅读啊

• The AD9628 serial port inteRFace (SPI) allows the user to configure
• the converter for specific functions or operations through a
• structured register space provided inside the ADC
  

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, j$ N% b+ D. v8 @2 s& [      具体spi控制寄存器的详细描述可见AD9628数据手册的36页，以下是我摘录的一些主要参数：

• 采样率为105MSPS, 芯片型号AD9268-105
  

• The AD9628 is a monolithic, dual-channel, 1.8 V supply, 12-bit,
• 125 MSPS/105 MSPS analog-to-digital converter (ADC). It
• features a high performance sample-and-hold circuit and onchip voltage reference.
  

1 x+ g# `- \) U, x; d

• 模拟电压的输入范围，这点很重要，慢慢向下看
  

9 Y& \% S' A0 U6 P" N9 `, a6 R

• 时钟：默认时钟分频系数为1
  * J. ]) P4 C' |" d

2 b- V3 t8 Y% B& |; i

• 输出模式：默认输出接口为CMOS，而不是LVDS，一开始我也理解错了；编码格式为offset binary
  8 v4 i6 T& E; w1 _

• 参考电压：固定参考电压为1.0V
  , y3 l6 d" D! h5 }% P2 d

这个地方是有些疑问的，默认配置是2.0Vp-p，实际用示波器测量是1.0V

! y& B, `( t5 y* p4 b

• SENSE接地，固定使用内部参考电压，也就是1.0V
  $ u) W5 ^& D0 y# x+ v" M

• 数据的编码格式，offset binary
  / Z0 a$ o' O% e0 Z

$ ^: ~4 L2 `" Y  z6 W

这样通过VIN+和VIN-我们就可以计算出它的编码，并且可以和实际的测量值进行比较。这时候我们不得不研究一下前级放大电路。

. t) n2 N; O8 I+ V6 h4 Y

    2）前级放大干了什么，模拟信号的前世今生

    从实际的电路中可以看出，进入AD9628的信号是进过前级放大电路ADL5562的，它在电路中起了什么样的作用，对后续的ADC到底产生了什么影响呢？

7 t, K+ B( j5 F1 p

实际的ADL5562电路就是按照参考电路设计的：

注意：这依然是差分输入，和单独输入还是不一样的，有兴趣的详见数据手册第15页。

3 i( j& t4 N' A

这个电路的增益是多少呢？选择R1=R2=40.2欧姆的时候增益为15.5db，相当于信号放大6倍。

- j6 `. q& w4 f* e& S& S

注意：这个地方可以通过修改实际电路中电阻，改变整个链路的增益，可以设置为6db（2倍），12db（4倍）

7 U4 _/ Z" H9 |' x: s

从这个电路可以看出，原始信号进入ADL5562后被放大6倍，然后一差分信号的方式输出给下一级AD9268

由于VIN-接地，那么VIN+的原始电压输入范围为  -0.3/6V<VIN+<2.0/6V

3、测试数据

初步的试验结果，配置AFG3252如下：

高电平配置的有些不合适，要不然可以计算一下实际测量值是否正确，明天看看可有时间补测一下。

• 低电平的数据：
  " _$ C  s8 g- ^! j2 [

• 高电平的数据：电压设置太高，肯定超过了
  

• 数据频率：
  

singtap的采样率设置的是100M，可以数一数高电平大概维持了50个采样点，100M/（50*2）=1Mhz

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• 抓出的模拟波形：
  2 u- u( O# V1 [& G7 t. [+ r6 S5 ?

波形有畸变，原因不明，直观感觉和硬件电路有关，用示波器测量时候发现，ADC前级输入的信号已经发生畸变，在这就不深究了。

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4、总结

1） 看数据手册太累了，这部分最好由开发板厂商来说清楚，而实际上他们提供的入门指南确实有些简陋；

2） 信号采集部分也就打算整理到这个程度了，后面还有很多工作需要做，就不在这个地方过多的停留；

3） 欢迎大家批评指正，一起学习，共同进步。

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kinidrily

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huangfeng_i

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