всё о микросхемах / Микросхемы для АЦП и мультимедиа

Передаются 16 разрядов данных с одним ведущим нулем, за которым следуют 3 адресных разряда управляющего регистра , а за ними — 12-разрядный результат преобразования, начиная со старшего разряда. Если RFS переходит в 0 при высоком уровне SCLK, то ведущий 0 выводится на DATA OUT по спадающему фронту RFS (как на Ðèñ. 10). Если RFS переходит в 0 при низком уровне SCLK, то ведущий 0 выводится по следующему переднему фронту SCLK. Это гарантирует, что независимо от того, в каком полупериоде сигнала SCLK RFS переходит в 0, правильное значение ведущего 0 будет на DATA OUT на первом после перехода RFS в 0 спадающем фронте SCLK, при условии, что выдержаны времена t14 è t17.

Последовательные разряды данных выводятся по переднему фронту SCLK, их правильные значения устанавливаются к приход у заднего фронта SCLK. По окончании операции чтения линия DATA OUT отключается на переднем фронте SCLK или RFS, судя по тому, какой из них будет раньше. Если в момент завершения преобразования идет чтение из выходного регистра, то обно вление выходного регистра задерживается до тех пор, пока не зако нчится чтение и RFS вернется в логическую 1.

ОПЕРАЦИЯ ЗАПИСИ

Íà Ðèñ. 11 приведена временная диаграмма записи в управляющий регистр. Kак и в режиме самотактирования, вход TFS устанавливается в логический 0, чтобы указать ИС, что будет происходить запись. Управляющему регистру нужны 5 разрядо в данных. Они загружаются на первых пяти периодах последовательного тактового сигнала, а значения на DATA IN в последующих периодах игнорируются. Заметим однако, что ИС требует 6 тактовых периодов для записи данных в управляющ ий регистр. Правильные значения записываемых разрядов данн ых должны быть установлены на спадающих фронтах SCLK.

УПРОЩЕНИЕ ИНТЕРФЕЙСА

Чтобы уменьшить число внешних соединительных линий, пользователь может объединить линии RFS и TFS AD7890 в одну и считывать из ИС и записывать в ИС одновременно. В этом случ ае в то время как по линии DATA OUT ИС выводит результат только что завершенного преобразования, по линии DATA IN должны быть переданы новые данные для управляющего регистра — новый адрес канала и, возможно, команда старта преобразования.

В режиме самотактирования это значит, что ИС генерирует все сигналы для последовательного интерфейса. Такая схема требует, чтобы данные для записи в управляющий регистр находились в выходном регистре микропроцессора и были доступны в тот момент, когда ИС установит низкий уровень на TFS. В режиме с внешним тактированием такая схема означает, что пользователю нужно подавать лишь один сигнал синхронизации блока данн ых для

контроля как операции чтения, так и записи.

В этой схеме нужно позаботиться о том, чтобы операция чтен ия заканчивалась до того, как начнется следующее преобразов ание, если пользователь хочет получить от ИС наилучшие характеристики. В случае программного старта преобразов ания команда старта записывается в управляющий регистр на шес том фронте последовательного тактового сигнала. Однако опер ация чтения продолжается еще 10 периодов SCLK. Чтобы избежать чтения в момент выборки входного сигнала или во время преобразования, пользователь должен обеспечить достато чную длину внутреннего импульса (выбирая CEXT), чтобы чтение завершилось прежде чем начнется следующее преобразован ие. Если этого не сделать, то сильно ухудшатся характеристики преобразования, как отношение сигнал/шум, так и параметры по постоянному току. В случае аппаратного старта преобразования пользователь должен обеспечить, чтобы задержка между шес тым спадающим фронтом SCLK в операции записи и следующим передним фронтом CONVST была больше длительности внутреннего импульса.

ВKЛЮЧЕНИЕ С МИKРОПРОЦЕССОРАМИ И МИKРОKОНТРОЛЛЕРАМИ

Переконфигурируемый последовательный интерфейс AD7890 позволяет легко подсоединяться к последовательным порт ам микроконтроллеров и процессоров DSP. На Ðèñ 12...16 показаны интерфейсы AD7890 с различными микроконтроллерами и процессорами DSP. В одних из приведенных интерфейсов AD7890 является ведущим (master) в системе, генерируя тактовый сигнал и сигнал синхронизации блока при чтении, а в других ИС дейст вует как ведомая (slave), а эти сигналы подаются микропроцессором.

СОЕДИНЕНИЕ AD7890 с 8051

Íà Ðèñ. 12 приведена схема интерфейса AD7890 и микроконтроллера 8XC51. Для AD7890 установлен режим внешнего тактирования, а для 8XC51 — режим 0 последовательного интерфейса. Схема на Ðèñ. 12 не дает средств слежения за моментом окончания преобразования в AD7890 (при аппаратном старте преобразования). Чтобы следить за временем преобразования в AD7890 может быть использована описанная ранее схема с CONVST. Она может быть реализована двумя способами. Один — это подсоединить линию CONVST к другому разряду параллельного порта, который конфигурирован как входной. Этот разряд можно затем опрашивать, чтобы опреде лить, когда завершилось преобразование. Другой вариант — это система, срабатывающая по прерыванию, в этом случае линия CONVST должна быть подсоединена ко входу INT1 8XC51.

Так как 8XC51 имеет только одну последовательную линию данных, то линии DATA OUT и DATA IN AD7890 должны быть объеденены. Это

Рис.17. Гистограмма 8192 преобразований постоянного входного сигнала с помощью AD7890

Частота появления кода

9000 Частота выборки = 102.4 кГц

8000 TA = + 25°C

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0 (Õ–4) (Õ–3) (Õ–2) (Õ–1) Õ (Õ+1) (Õ+2) (Õ+3) (Õ+4)

Рис.18. Гистограмма 8192 преобразований постоянного входного сигнала с чтением во время преобразования

Частота появления кода

8000

Частота выборки =

102.4 êÃö

7000

TA = + 25°C

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

(Õ–4) (Õ–3) (Õ–2) (Õ–1) Õ (Õ+1) (Õ+2) (Õ+3) (Õ+4)

моменты, когда в процессе преобразования принимаются решения о значениях отдельных разрядов, и такое чтение увеличивает шум, генерируемый самой AD7890. Гистограмма 8192 преобразований того же самого постоянного входного сигнала теперь имеет гораздо больший разброс кодов, и шум, для AD7890-2, теперь составляет 170 мкВ. Этот эффект будет разным в зависимости от того, как расположены фронты последовательного тактового сигнала SCLK по отношению к моментам ”разрядовых решений” (это те моме нты, когда в процессе преобразования в АЦП происходят сравнения и принимаются решения о значении отдельных разрядов результата). При чтении во время преобразования можно достичь таких же характеристик, как и при чтении после преобразования, есл и соотношение между фронтами SCLK и моментами ”разрядовых решений” (т.е. соотношение между фронтами SCLK и фронтами СLK IN) будет благоприятным. Разрядовые решения в процессе преобразования в AD7890 происходят на задних фронтах главного тактового сигнала (CLK IN). Вывод очередных разрядов данных (т.е. приход переднего фронта SCLK) в эти моменты наиболее неблагоприятен с точки зрения шумов. Наиболее важные разрядовые решения — это решения для старших разрядов, поэтому, чтобы достичь таких же характеристик, как и на Ðèñ. 18, нужно избегать чтения в течение 1 мкс после переднего фрон та CONVST. Запись в управляющий регистр также приводит к переключениям в цифровой части ИС. Однако, так как при опер ации записи не активируются никакие выходные драйверы, то и то ки, протекающие на кристалле, будут меньше, чем при операции чтения. Следовательно, и добавляемый в ИС шум будет меньше , чем при операции чтения. На Ðèñ. 19 виден эффект операции записи во время преобразования. Гистограмма 8192

преобразований того же самого постоянного входного сигн ала теперь имеет больший разброс кодов, чем при идеальных усл овиях, но меньший, чем при операции чтения. В результате шум (AD7890-2) составляет 110 мкВ. В этом примере частота SCLK была 10 МГц.

Рис.19. Гистограмма 8192 преобразований постоянного входного сигнала с записью во время преобразования

Частота появления кода

8000

Частота выборки =

102.4 êÃö

7000

TA = + 25°C

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0 (Õ–4) (Õ–3) (Õ–2) (Õ–1) Õ (Õ+1) (Õ+2) (Õ+3) (Õ+4)

ДИНАМИЧЕСKИЕ ХАРАKТЕРИСТИKИ

AD7890 содержит устройство выборки-хранения, позволяющий ИС производить выборки входных сигналов с частотой до 50 кГц на любом из входных каналов. Во многих применениях AD7890 будет необходимо лишь отслеживать низкочастотные входные сиг налы на восьми входах. Наряду с этим для некоторых применений представляют интерес динамические характеристики АЦП н а частотах до 40 кГц. По указанным ранее причинам рекомендуется, чтобы в таких применениях, связанных с оцифровкой широкополосных сигналов, использовался аппаратный стар т преобразования.

Для таких применений требуется информация о влиянии АЦП н а спектральный состав входного сигнала. В спецификациях ук азаны отношение сигнал/(шум + искажение), полное гармоническое искажение, пиковый гармонический или ложный шум и 2 интермодуляционное искажение. На Ðèñ. 20 приведен типовой

Рис. 20. Типовой график результата БПФ

Амплитуда сигнала, дБ

0

–30

–60

–90

–120

–160

0 25.6 51.2

график результата БПФ (Быстрое преобразование Фурье) входной синусоиды с размахом от 0 В до +2.5 В, частотой 10 кГц, оцифрованной AD7890-2 с частотой выборки 102.4 кГц. Отношение сигнал/(шум + искажение) составляет 71.5 дБ, а полное гармоническое искажение составляет –85 дБ. Следует подчер кнуть, что чтение данных из ИС во время преобразования, при такто вой частоте SCLK 10 МГц, сильно влияет на динамические характеристики. Поэтому в таких применениях рекомендует ся не считывать данные во время преобразования.

Аналог: AD584

ОСОБЕННОСТИ _______________________________________

ωЧетыре программируемых выходных напряжения: 10.000В, 7.500В, 5.000В, 2.500В

ωЛазерная подгонка для достижения высокой точности

ωНе требуются внешние компоненты

ωВывод стробирования включения/выключения

ωВозможность “стабилитронного” режима включения

ωМалый ток потребления

ТИПОНОМИНАЛЫ_____________________________________

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ___________________________________

Микросхема 1009ЕН2 представляет собой 8-выводной прецизионный источник опорного напряжения с возможност ью программируемого выбора из четырех выходных напряжений : 10.000В, 7.500В, 5.000В и 2.500В. Возможно получение другого выходного напряжения, лежащего выше, ниже или между четыр ьмя стандартными значениями, с помощью внешнего сопротивлен ия. Входное напряжение может изменяться от 4.5 до 30В.

Лазерная подгонка используется для точной установки уро вней выходного напряжения и уменьшения температурного дрейф а.

В дополнение к программируемым выходным напряжениям 1009ЕН2 имеет вывод стробирования, который позволяет включат ь и выключать прибор. В состоянии “выключено” ток потреблен ия микросхемы уменьшается приблизительно до 100 мкА. В состоян ии “включено” общий ток потребления, включая выходной буфер ный усилитель составляет обычно 750 мкА.

1009ЕН2 рекомендуется для использования в качестве источник а опорного напряжения для 8-, 10-, или 12-разрядных АЦП.1009ЕН2 может работать в режиме двухвыводного “стабилитрона” при напряжении 5В и более. Путем соединения входа и выхода 1009ЕН2

Торговые

знаки

изготовителей

может использоваться в этой конфигурации “стабилитрона ” как отрицательный источник опорного напряжения.

ПРИМЕНЕНИЕ 1009EН2 ______________________________

Если напряжение питания подано на выводы 8 и 4 и все остальн ые выводы оставлены не присоединенными то микросхема будет вырабатывать буферизованное выходное напряжение величи ной 10В между выводами 1 и 4 (см. рис.1). Стабилизированное выходное напряжение может быть уменьшено до 7.5В, 5.0В, или 2.5В путем следующего подключения выводов программировани я:

Получение приведенных выше значений выходного напряжен ия возможно без использования каких-либо дополнительных элементов. Возможно также одновременное получение неско льких выходных напряжений при использовании только одного ист очника 1009ЕН2 путем буферизации напряжения на выводах программирования с помощью операционных усилителей в ре жиме повторения.

1009ЕН2 может быть также запрограммирован для получения широкого диапазона выходных напряжений, включая напряже ния выше 10В, путем подключения одного или нескольких внешних резисторов. На рисунке 1 показан общий способ регулирован ия 4 выходного напряжения и приведены приблизительные значе ния номиналов внутренних резисторов 1009ЕН2.

При изменении коэффициента обратной связи с помощью внеш них резисторов можно установить почти любое значение выходн ого напряжения, позволяя легко получить популярные выходные напряжения 10.24В, 5.12В, 2.56В или 6.3В. Наиболее общий способ регулировки (который дает самый широкий диапазон и наилу чшее разрешение) использует только R1 и R2 ( см. Ðèñ. 1 ). Когда движок

8–выводной металлостеклянный корпус типа 301.8–2

26

A201AC01

ANALOG

DEVICES

AD586

ПРЕЦИЗИОННЫЙ ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 5 В

ОСОБЕННОСТИ __________________________________

ωВысокая точность, достигаемая путем калибровки при помощ и лазера: 5.000 В ± 2.0 ì–(AD586M)

ωОткалиброванный температурный коэффициент:

2 ppm/°C (макс.), в диапазоне 0°С...+70 °С (AD586M)

10 ppm/°C (макс.), в диапазоне –55°С...+125°С (AD586T)

ωВозможность снижения шума

ωМалый ток покоя: 3 мА (макс.)

ωВозможность подстройки выходного напряжения

ωВыпускаются модификации в соответствии со стандартом MIL-STD -883

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ______________________________

AD586 представляет собой новый уровень технологий в области монолитных источников опорного напряжения. В AD586 используется стабилитрон с углубленным переходом с ионной имплантацией, а также используется лазерная калибровка высоко–стабильных тонкопленочных резисторов, что позво лило добиться высокого качества при низкой стоимости.

AD586 имеет намного лучшие характеристики по сравнению с большинством других источников опорного напряжения 5 В. Так как в AD586 использовано стандартное расположение выводов, то многие схемы могут быть без каких–либо затруднений модернизированы путем замены источника на AD586. Использование в схеме источника опорного напряжения стабилитрона с углубленным переходом позволяет снизить шум и дрейф по сравнению с источниками, основанными на использовании ширины запрещенной зоны. AD586 имеет специальный вывод NR, предназначенный для снижения уровня шумов.

AD586 рекомендуется в качестве источника опорного напряжени я для 8-, 10-, 12-, 14или 16-разрядных ЦАП, которые требуют внешнего прецизионного опорного напряжения. AD586 также идеально подходит для АЦП с последовательным приближени ем и для интегрирующих АЦП с точностью до 14 разрядов, и в общем случае AD586 имеет лучшие характеристики по сравнению со стандартными внутренними источниками опорного напряжен ия, расположенными на кристаллах этих ИС.

Спецификации модификаций AD586J, K, L и M указаны для температурного диапазона 0°С...+70°С, а спецификации AD586S и AD586T заданы для температур –55°С...+125°С. Все модификации, кроме AD586M, выпускаются в 8-выводных керамических корпусах типа DIP. Модификации AD586J, K, L и M выпускаются также в 8- выводных пластмассовых корпусах типа DIP. AD586J и AD586K выпускаются также и в 8-выводных малогабаритных пластмасс овых корпусах для поверхностного монтажа типа SO.

Публикуется с разрешения фирмы Analog Devices

ЦОКОЛЕВКА КОРПУСОВ _________________________

РЕЗЮМЕ _________________________________________

ошибки во всем рабочем диапазоне температур без использования каких-дибо дополнительных внешних компонент. Для AD586M максимальное отклонение выходного напряжения от значения 5.000 В при температурах от 0°С до +70°С составляет ±2.45 мВ, а для AD586T гарантируется максимальная суммарная погрешность ±7.5 мВ в диапазоне температур –55°С...+125°С. Для AD587L максимальное отклонение выходного напряжения от значения 10.000 В при температурах от 0°С до +70°С составляет ±8.5 мВ, а для AD587U гарантируется максимальная суммарная погрешность ±14 мВ в диапазоне температур –55°С...+125°С.

2. Для схем, требующих еще более высокой точности, предусмотрен дополнительный вывод точной подстройки выходного напряжения.