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高速数模转换器AD9712B/13B的结构功用和电路设计使用

高速数模转换器AD9712B/13B的结构功能和电路设计应用-在为线性调频的雷达视频目标产生模拟信号的过程中,为了得到高质量的视频模拟信号,其前端通常采用数字信号处理或DSP+FPGA的结构来设计,然后经过数模转换和低通滤波以生成视频目标模拟信号。而后端所选用的数模转换芯片的性能优劣对信号的质量有着极为重要的影响。

在为线性调频的雷达视频方针发生模仿信号的过程中,为了得到高质量的视频模仿信号,其前端一般选用数字信号处理或DSP+FPGA的结构来规划,然后经过数模转化和低通滤波以生成视频方针模仿信号。而后端所选用的数模转化芯片的功用好坏对信号的质量有着极为重要的影响。

AD9712B/AD9713B是AD9712/AD9713的代替产品,为12位高速数模转化器。同AD9712/AD9713比较,该器材具有更好的静态功用和动态特性。其间AD9712B与ECL兼容,更新速率可达10MSPS;而AD9713B则与TTL兼容,更新速率可达80MSPS。由于该D/A转化器是针对DDS、波形重构和高质量图画信号处理等使用而规划的,因此,这两款芯片在动态特性方面体现特别杰出,并且具有优秀的谐波按捺才能。本文选用AD9713B来输出雷达视频方针模仿信号。

1、 AD9712B/AD9713B的首要特点

AD9712B的数据输进口D1~D12和使能口LATCH ENABLE与ECL兼容,内部ECL参阅节点也与10K ECL器材相匹配。而在AD9713B中,每个输进口均加进了TTL转化单元。除这点以外,AD9712B和AD9713B是完全相同。

AD9712B/AD9713B的首要特性如下:

●具有100MSPS的更新速率;

●与ECL/TTL兼容;

●无杂散动态规模SFDR为70dBc(1MHz);

毛刺电压低至28Pv-s;

●树立时刻快(27ns);

●低功耗:725mW;

●1/2LSB DNL (B Grade);

●具有40 MHz乘积带宽。

2 、AD9712B/AD9713B的结构功用

图1为AD9712B/AD9713B的内部结构框图,由图可见,该芯片首要由解码/驱动电路、传输锁存器、开关网络、可调放大器四个子模块构成。此外,其片内包括的内部电压参阅源也进一步削减了外围接口器材的数量。

高速数模转化器AD9712B/13B的结构功用和电路规划使用

AD9712B/AD9713B高速数模转化器使用MSB(Most Significant Bit)解码和切割技能来削减毛刺,并可取得12位的线性特性。D1~D4被解码后可用来驱动15个离散的电流源,D5和D6已经过二进制量化,D7~D12用于R-2R电阻网络。这种分段结构可削减由于毛刺引起的频率差错。

AD9712B/AD9713B的内部参阅源可供给1.18V的参阅电压,而其开关网络则用于供给互补的输出电流IOUT和IOUT。两款器材均选用28脚DIPPLCC封装方式。现将各引脚的功用阐明如下:

D1~D12:12Bits数字信号输入脚;

DIGITAL-Vs:-5.2V数字电源输入端;

ANALOG RETURN:模仿地反应,一般接地;

IOUT:模仿电流输出,满量程时对应全‘1‘输入;

ANALOG – Vs:- 5.2V模仿电源输入端;

IOUT:互补模仿电源输出端,0幅值输出时对应全‘1’输入;

REFERENCE IN:一般接到CONTROL AMP OUT端口,该引脚上的电压改变对满量程输出值有着直接的影响;

CONTROL AMP OUT:内部可调放大器输出,用于给电流开关网络供给一个偿驱动输出;

CONTROL AMP IN:在没有接外部参阅源时,一般接到REFERENCE OUT脚;

REFERENCE OUT:内部参阅电压(-1.18V),一般接到CONTROL OUT脚;

REFERENCE GROUND:内部参阅电压源和放大器的回来地;

DIGITAL+Vs:+5V数字电压输入端;

RSET:外部阻抗参阅,当选用内部放大器时,满量程电流输出为128(Reference Voltage/Rset)该脚的外接电阻一般取7.5kΩ;

LATCH ENABLE:数据传输使能口,低电平有用;

DIGITAL GROUND:数字地。

3 、AD9712B/AD9713B的使用

AD9712B/AD9713B首要用于ATE、信号重构、恣意波形发生、数字频率归纳、信号发生等设备中。下面以AD9713B在某线性调频雷达视频方针模仿信号发生单元中的使用为例,介绍该芯片在实践使用中的电路规划办法。

3.1 AD9713B的外围电路规划

该规划要求输出六路相位相同的雷达视频方针模仿信号,分别为:同相和支路、同相方位差支路、同相俯仰差支路、正交和支路、正交方位差支路、正交俯仰差支路。这六条支路的电路结构完全相同,因此能够借结构的对称性确保各支路间相位的共同。下面以同相和支路为例阐明该芯片的使用。

在同相和支路中,前端DSP+FPGA的输出数据被送入DAC芯片AD9713B,数据的采样速率为60MHz。AD9713B的输出模仿信号为+1.5V的脉冲信号。

AD9713B的典型使用电路如图2所示。

为了取得12位的线性精度和较高的更新速率,可在模仿电源和数字电源端加上一个0.1μF和一个0.01μF的滤波电容,并在电路板上独自为并行结构的六片DAC留出一个地层,一切的地连同参阅电压源和模仿输出器材的地都应直接连到这个地层上。DAC的地层则应在频率较高处的某一点被连接到体系地上。

图2电路使用了AD9713B的内部参阅源,设计时可将REFERENCE PUT(Pin 20)引脚接到AMP IN(Pin 19)脚,再将AMP OUT(Pin 18)经过一个20Ω的电阻接到REFERENCE IN(Pin17)脚,0.1μF的瓷片电容接在17脚和15脚之间,可用来消除切换噪声。

满量程电流输出是由VCONTROL AMP IN 和RSET决议的,公式如下:

IOUT(FS)=128(VCONTROL AMP IN/RSET)

假如内部参阅电压VCONTROL AMP IN为-1.18V,RSET为7.5kΩ,则输出电压VOUT为1.51V。

3.2 DAC输出端低通滤波器的选取

为了在AD9713B的输出端取得较高的信号质量,还应滤除输出信号中的镜像信号重量。如要求数据采样速率为60MHz,假定雷达视频方针模仿信号的频带为0~8MHz,则AD9713B输出信号的频带(包括有镜像重量)将为(60M*k-8M)Hz~(60M*k)Hz和(60M*k)Hz~(60M*k+8M)Hz,其间k=0、1、2、3、4……所以,规划时应选用适宜的低通滤波器材来滤除镜像信号。

确认雷达视频方针模仿信号的频带规模是选取低通滤波器材的要害。本文运用Matlab6.5软件对雷达视频方针模仿信号进行了仿真剖析。仿真成果如图3所示。

由仿真成果要以看出,本规划中,雷达视频方针模仿信号的频带规模大约为0~10MHz,间隔最近的镜像信号出现在50~60 MHz频率处。所以,选取3dB通带为10.7MHz的低通滤波器就能够很好地将镜像信号滤除。

4、 总结

本文介绍的高速数模转化芯片AD9712B/AD9713B适应于信号重建、波形发生和频率归纳等对数模转化器要求较高的使用场合。根据需要能够选取差分输出或单端输出,也能够选用外部参阅源或内部参阅源,并且满量程输出电流可调。实践使用标明,配适宜当的低通滤波器材,该芯片能够输出较高质量的模仿信号。

责任编辑:gt

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