8位高速A/D转换器TLC5510的应用
关键词:高速AD转换;数据采集;TLC5510
1 概述
TLC5510是美国TI公司生产的新型模数转换器件(ADC),它是一种采用CMOS工艺制造的8位高阻抗并行A/D芯片,(凹丫丫范文网fanwen.oyaya.net收集整理)能提供的最小采样率为20MSPS。由于TLC5510采用了半闪速结构及CMOS工艺,因而大大减少了器件中比较器的数量,而且在高速转换的同时能够保持较低的功耗。在推荐工作条件下,TLC5510的功耗仅为130mW。由于TLC5510不仅具有高速的A/D转换功能,而且还带有内部采样保持电路,从而大大简化了外围电路的设计;同时,由于其内部带有了标准分压电阻,因而可以从+5V的电源获得2V满刻度的基准电压。TLC5510可应用于数字TV、医学图像、视频会议、高速数据转换以及QAM解调器等方面。
2 内部结构、引脚说明及工作原理
2.1 TLC5510的引脚说明
TLC5510为24引脚、PSOP表贴封装形式(NS)。其引脚排列如图1所示。各引脚功能如下:
AGND:模拟信号地;
ANALOG IN:模拟信号输入端;
CLK:时钟输入端;
DGND:数字信号地;
D1~D8:数据输出端口。D1为数据最低位,D8为最高位;
OE:输出使能端。当OE为低时,D1~D8 数据有效,当OE为高时,D1~D8为高阻抗;
VDDA:模拟电路工作电源;
VDDD:数字电路工作电源;
REFTS :内部参考电压引出端之一,当使用内部电压分压器产生额定的2V基准电压时,此端短路至REFT端;
REFT:参考电压引出端之二;
REFB:参考电压引出端之三;
REFBS :内部参考电压引出端之四,当使用内部电压基准器产生额定的2V基准电压时,此端短路至REFB端。
图2 图3
2.2 TLC5510的内部结构及工作过程
TLC5510的内部结构如图2所示。由图中可以看出:TLC5510模数转换器内含时钟发生器、内部基准电压分压器、1套高4位采样比较器、编码器、锁存器、2套低4位采样比较器、编码器和1个低4位锁存器等电路。TLC5510的外部时钟信号CLK通过其内部的时钟发生器可产生3路内部时钟,以驱动3组采样比较器。基准电压分压器则可用来为这3组比较器提供基准电压。输出A/D信号的高4位由高4位编码器直接提供,而低4位的采样数据则由两个低4位的编码器交替提供。
TLC5510的工作时序见图3。时钟信号CLK在每一个下降沿采集模拟输入信号。第N次采集的数据经过2.5个时钟周期的延迟之后,将送到内部数据总线上。
在图3所示的工作时序的控制下,当第一个时钟周期的下降沿到来时,模拟输入电压将被采样到高比较器块和低比较器块,高比较器块在第二个时钟周期的上升沿最后确定高位数据,同时,低基准电压产生与高位数据相应的电压。低比较块在第三个时钟周期的上升沿的最后确定低位数据。高位数据和低位数据在第四个时钟周期的上升沿进行组合,这样,第N次采集的数据经过2.5个时钟周期的延迟之后,便可送到内部数据总线上。此时如果输出使能OE有效,则数据便可被送至8位数据总线上。由于CLK的最大周期为50ns,因此,TLC5510数模转换器的最小采样速率可以达到20MSPS。