СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 21 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2016 AD7896 V IN V DD УВХ Тактовый генератор AGND DGND BUSY SCLK SDATA CONVST 12-разрядный АЦП Выходной регистр AD9042 AV CC DV CC 2,4 В ИОН AIN GND D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 V OFFSET V REF ENCODE ENCODE УВХ1 УВХ2 УВХ3 6 7 А1 А2 Цифровой корректор ошибок АЦП ЦАП Внутренний гене- ратор временных интервалов LCB MCB AGND DGND OVDD OGND DATA[15:0] BUSY RD CS SER/PAR OB/2C AVDD DVDD 16 CNVST IMPULSE WARP INGND PD RESET IN REF REFGND AD7664 ЦАП на коммутируемых конденсаторах Тактовый генератор Последо- вательный порт Парал- лельный интерфейс Управляющая логики и схема калибровки тель выборки-хранения, быстродей- ствующий 12-разрядный АЦП с време- нем преобразования 5,9 мкс, источник опорного напряжения 2,5 В, высоко- скоростной последовательный интер- фейс. Выпускается в трёх исполнени- ях, отличающихся диапазоном вход- ных сигналов: AD7890-2 – 0...2,5 B, AD7890-4 – 0...4,096 B, AD7890-10 – ±10 B. Для питания микросхемы использует- ся однополярное напряжение 5 В. Мощ- ность потребления – 50 мВт, в режиме экономии – 75 мкВт. AD7896 (1994 г.) – 12-разрядный АЦП с внутренней выборкой, частотой преобразования 100 кГц, низким напря- жением питания (2,7...5,5 В, Р потр = 9 мВт) и высокоскоростным последователь- ным интерфейсом (см. рис. 7). В микро- схеме реализован автоматический режим понижения энергопотребления, в который микросхема входит по завер- шении преобразования (время преоб- разования – 8 мкс). AD8300 (1994 г.) – 12-разрядный ЦАП с последовательным интерфей- сом, низким напряжением питания (2,7...5,5 В), потребляемой мощностью 2,6 мВт и разрешением 0,5 мВ/бит (пол- ный размах выходного сигнала состав- ляет 2,0475 В). Области применения микросхемы: сервоуправление, пери- ферия для ПК, цифровые калибраторы. AD9042 (1995 г.) – быстродейству- ющий (41 MSPS) 12-разрядный АЦП со свободным от искажений динами- ческим диапазоном 80 дБ (см. рис. 8). Области применения микросхемы: базо- вые станции мобильной связи, связные радиоприёмники, анализаторы спектра, средства визуализации для медицины. В 2000-х гг. множество преобразо- вателей компании были реализованы в высокоинтегрированных многофунк- циональных микросхемах для приме- нения в различной радиоэлектронной аппаратуре, телекоммуникационных системах, промышленных, коммер- ческих и специальных приложениях. Однако, несмотря на это, Analog Devices руководствовалась принципом «разум- ного разделения» (Smart Partitioning) и выпускала преобразователи с мень- шей степенью интеграции, обеспе- чивающие при этом более высокую производительность и более эффек- тивные ценовые решения конечных систем, чем при использовании кон- цепции система-на-кристалле. В этот период последовательно уменьшались напряжение питания (3,3, 2,5, 1,8 В) и энергопотребление преобразовате- лей. Рассмотрим особенности неко- торых микросхем преобразователей 2000-х гг., представленных в катало- гах компании последних лет. Быстродействующие преобразовате- ли данных семейства PulSAR ® (2000 г.) имеют ряд интересных особенностей. В АЦП этого семейства преобразовате- лей последовательного приближения удалось увеличить частоту дискретиза- ции до мегагерцовых значений за счёт применения внутренней коммутации конденсаторов и автоматической кали- бровки средствами КМОП-логики без применения дорогостоящей тонко- плёночной лазерной подгонки. Пер- вая микросхема семейства PulSAR – 16-разрядный АЦП последовательного приближения AD7664 – обеспечивает производительность до 570 kSPS (кило- выборок в секунду). Структура микро- схемы показана на рисунке 9. Микро- схема характеризуется высокой линей- ностью (INL не более ±2,5 LSB / 0,0015% от полной шкалы), высоким отношени- ем сигнал/шум (90 дБ) и малыми иска- жениями (THD = –100 дБ на частоте 45 кГц). Диапазон аналоговых вход- ных сигналов – 0...2,5 В, потребляемая мощность – 115 мВт (снижается до 21 мкВт при частоте выборок 100 SPS). Микросхемы рассчитаны на промыш- ленный диапазон рабочих температур –40...+85 ° С. В состав семейства PulSAR входит более трёх десятков микросхем с раз- личными конфигурациями входов, чис- лом разрядов (14, 16, 18) и производи- тельностью (100–1000 kSPS и более): ● с биполярными входами (AD7951, AD7612/71); ● с дифференциальными биполярны- ми входами (AD7952, AD7634); ● с униполярными входами (AD7651/ 50/53, AD7660/52/67, AD7661/64/66); ● сдифференциальнымиуниполярными входами (AD7675/76/77, AD7621/22/23, AD7678/79/74, AD7641/43); ● многоканальные с униполярными входами (AD7654/55). Рис. 7. Структура микросхемы AD7896 Рис. 8. Структура микросхемы AD9042 Рис. 9. Структура микросхемы AD7664