MAX121與TMS320VC5402在高速數(shù)據(jù)采集中的接口設(shè)計(jì)
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MAX121的工作原理 如圖2，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，緩沖器與AIN端斷開(kāi)，對(duì)輸入信號(hào)采樣。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，緩沖器輸入端又連接到AIN端，而且保持電容跟蹤輸入電壓。無(wú)論何時(shí)，只要轉(zhuǎn)換沒(méi)有進(jìn)行，T/H就處于跟蹤模式。在轉(zhuǎn)換開(kāi)始以后，保持模式啟動(dòng)時(shí)間接近10ns(窗口延遲)。從一次轉(zhuǎn)換到下一次轉(zhuǎn)換延遲變化的典型時(shí)間為30ps(窗口抖動(dòng))。
電路時(shí)鐘頻率
MAX121工作時(shí)需要一個(gè)與TTL、CMOS電平兼容的時(shí)鐘，時(shí)鐘頻率的范圍從0.1～5.5MHz。為滿足2個(gè)時(shí)鐘周期400ns采集時(shí)間的要求，最大時(shí)鐘頻率限制在5MHz。由于內(nèi)部T/H電壓下降速率的限制，所有模式的時(shí)鐘頻率不應(yīng)低于0.1MHz。
輸出數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)換結(jié)果以16位串行數(shù)據(jù)流輸出，前14位為數(shù)據(jù)位(首先為MSB)，后2位為零。輸出數(shù)據(jù)為二進(jìn)制補(bǔ)碼形式。在CLKIN的上升沿，數(shù)據(jù)在SDATA端同步輸出。輸出數(shù)據(jù)可用FSTRT或者SFRM輸出來(lái)分幀。要求每次轉(zhuǎn)換最少為18個(gè)時(shí)鐘周期，以獲得有效輸出。
設(shè)計(jì)及編程
MAX121共有三種工作方式：
1 ）由/CONVST控制轉(zhuǎn)換；
2 ）/CS控制轉(zhuǎn)換；
3 ）連續(xù)模式。
三種模式中第一種是用于和DSP以及其他微處理器連接，第二種用于多個(gè)器件組合應(yīng)用，第三種MAX121工作在連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)下，應(yīng)用于數(shù)據(jù)的連續(xù)采樣。
在方式1中，有兩種時(shí)鐘提供方式，其一由CLKR提供時(shí)鐘，原理框圖如圖4所示。
但這種連接方式能提供的時(shí)鐘最大為3.2MHz，另外可由外部電路提供時(shí)鐘，最高可達(dá)系統(tǒng)的最大時(shí)鐘5.5MHz，實(shí)現(xiàn)高速連接，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在實(shí)際使用時(shí)選擇第二種連接方式。具體電路設(shè)計(jì)如 5所示。
CLKIN（14）外接一有源振蕩器，提供5MHz的時(shí)鐘；
MODE（16）接+5v電源，/CS接地：選擇工作模式；
/CONVST（13）接TMS320VC5402的XF引腳，由DSP的通過(guò)XF控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；
SCLK（12），F(xiàn)STRT（10），SDATA（11）分別和DSP的BLCKR0，BFSR0，BDR0連接，傳送時(shí)鐘，幀同步信號(hào)，數(shù)據(jù)。
CLKIN是MAX121的輸入時(shí)鐘，而SCLK使數(shù)據(jù)移位進(jìn)入處MAX121，CLKIN由外部時(shí)鐘振蕩器驅(qū)動(dòng)（5MHz）。TMS320VC5402的XF引腳（通用I/O口）驅(qū)動(dòng)MAX121輸入端為低，啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換。TMS320VC5402的BCLKR0(接收時(shí)鐘)端配置為輸入，并由MAX121的SCLK輸出端驅(qū)動(dòng)。MAX121的SDATA輸出端數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿改變狀態(tài)，而在時(shí)鐘下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存到TMS320VC5402的DR輸入端。這樣可提供1/2個(gè)時(shí)鐘周期，以滿DR輸入端所需要的數(shù)據(jù)建立和保持時(shí)間。MAX121 SCLK和SDATA之間的最大時(shí)滯在+25時(shí)為65ns，所以1/2個(gè)時(shí)鐘周期足以滿足要求的建立和保持時(shí)間，工作時(shí)序如圖6所示。
評(píng)論