基于CPLD的模數轉換組合研究

　 當X5為高電平時，地址形成邏輯形成的地址信號使模擬多路開關選通標準電壓電路提供的一個標準電壓。標準電壓進入模數轉換電路形成數字量，基準自動微調 邏輯根據此數字量調整單極性數模轉換電路的輸入數字量，零點自動微調邏輯根據此數字量調整雙極性數模轉換電路的輸入數字量。單極性數模轉換電路的輸出模擬 量為模數轉換組合的基準電壓，雙極性數模轉換電路的輸出模擬量為模數轉換電路的負模擬輸入端電壓。這樣就實現了通道1（或通道2）模數轉換精度的自動微 調?！　?p>　自檢檢測邏輯從寄存器取出對標準電壓進行模數轉換得到的數字量，并與預存儲值比較，根據比較的結果確定通道1（或2）是否正常 工作，并形成相應的指示信號送入驅動電路。驅動電路根據通道1自我檢測邏輯輸出的指示信號和通道2自我檢測邏輯輸出的指示信號形成“通道1正常”信號、 “通道2正常”信號和“轉換組合正常”信號，并送給后端計算系統(tǒng)。

　X5（自動微調脈沖）和X6（計數脈沖）分別通過二選一開關進入緩 沖及延遲電路，形成一組脈沖信號送入時序邏輯。時序邏輯根據此組脈沖信號形成系統(tǒng)正常工作所需的多種脈沖信號。數據處理邏輯、寄存器、地址形成邏輯、基準 自動微調邏輯、零點自動微調邏輯、自我檢測邏輯、時序邏輯都在Xilinx公司的大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷C95108內實現（圖7中每個虛線框代表一片 XC95108）。通道1和通道2分別使用一片XC95108?！　?p>　調試脈沖形成電路輸出X5A和X6A信號。在國產化模數轉換組合脫離戰(zhàn)車系統(tǒng)進行維修時，通過二選一開關選通X5A信號和X6A信號以替代前端輸入的X5和X6，從而方便了該組合的維修。

3.2模數轉換電路的設計　　

　　模數轉換電路是整個國產化A/D轉換組合的核心電路，需要精心設計。

　　首先是A/D轉換芯片的選擇，根據引進A/D轉換組合的工作原理，A/D轉換芯片需要滿足如下4點要求：　　

　?。?）雙極性輸入；　　

　?。?）分辨率≥9位；　　

　　（3）最大采樣速率≥1.5MSPS；　　

　?。?）無流水延時，且模數轉換在大約200ns內完成?！　?p>　　根據上述要求，同時考慮價格及功耗等因素，選擇逐次逼近式A/D轉換芯片LTC1412。LTC1412引腳說明見有關技術資料。其典型用法如圖8所示。

　電路設計中，LTC1412采用雙端輸入方式，即， 端輸入模擬多路開關送來的模擬信號， 端輸入雙極性數模轉換電路送來的微調信號。 接數字地，從而使LTC1412始終處于選通狀態(tài)。LTC1412的基準電壓可由外部調節(jié)，變化范圍在1.25V和3V之間，此處使用外部基準，基準電壓由單極性數模轉換電路提供。 端由緩沖及延遲電路送來的采樣時鐘驅動?！　?p> 原A/D轉換組合對X2（或X4）的采樣時刻相對于X6上升沿滯后約10ns，新設計A/D轉換組合也與此保持一致。模數轉換電路在輸入時鐘信號的下降沿采樣，而此輸入時鐘信號的下降沿相對于X6上升沿正好滯后約10ns?！　?p>　 LTC1412的所有正電源端均連接到+5V模擬電源，所有地端均連接到模擬地平面。雖然LTC1412的分辨率為12位，但產品說明給出的評估板只是 兩層板，因此在設計PCB版圖時也只使用兩層板。在PCB版圖上全部使用表貼電容進行濾波和去藕，可以在抑制噪聲方面起到重要作用。

　　4結束語　　

　本文采用CPLD器件設計了新的A/D轉換組合，替代了原組合，同時提高了可靠性，改善了轉換位數、功耗等技術指標，已經定型并投入生產。