基于FPGA的高速A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC08D1000應(yīng)用

　　2 ADC08D1000的功能描述

　　2．1 自校準(zhǔn)

　　自校準(zhǔn)在上電后運(yùn)行，也可以由用戶引發(fā)。在量程轉(zhuǎn)換或溫度有較大變化時(shí)需要運(yùn)行自校準(zhǔn)，建議在上電20 s后進(jìn)行。在休眠模式時(shí)，不能進(jìn)行自校準(zhǔn)。

　　正常操作下，上電或用戶觸發(fā)都能引發(fā)自校準(zhǔn)。用戶觸發(fā)時(shí)，使CAL為至少10個(gè)周期的低電平加上至少10個(gè)周期高電平，自校準(zhǔn)的運(yùn)行時(shí)間大概為140 000個(gè)時(shí)鐘周期，注意在上電時(shí)保持CAL為高可以阻止自校準(zhǔn)的發(fā)生。自校準(zhǔn)運(yùn)行時(shí)，CALRUN為高。自校準(zhǔn)時(shí)，CALDLY不能懸空。

　　2．2 采樣

　　數(shù)據(jù)在CLK+的下降沿被采得，13個(gè)周期后在DI／DQ得到，14個(gè)周期后在DId／DQd得到，還要加上一個(gè)小的延時(shí)，只要CLK給出，就開(kāi)始采樣。

　　2．3 控制模式

　　一些基本的控制都能通過(guò)普通模式來(lái)設(shè)置，比如自校準(zhǔn)、休眠模式和量程設(shè)置等。ADC08D500還提供擴(kuò)展控制模式，借助串行接口來(lái)配置芯片內(nèi)部的寄存器，擴(kuò)展控制模式不能動(dòng)態(tài)地選擇。使用擴(kuò)展模式時(shí)，引腳控制被忽略?？刂颇Ｊ酵ㄟ^(guò)14腳(ECE)來(lái)選擇。

　　2．4 時(shí)鐘

　　CLK必須為交流耦合的差分時(shí)鐘。DCLK用來(lái)送給外部器件來(lái)鎖存數(shù)據(jù)，可以選擇采樣方式(SDS／DES)和數(shù)據(jù)輸出方式(SDR／DDR)。

　　(1)DES雙邊沿采樣。雙邊沿采樣時(shí)，用雙通道對(duì)同一個(gè)輸入信號(hào)采樣，一個(gè)在上升沿采樣，另一個(gè)在下降沿采樣，因此相當(dāng)于兩倍的采樣率。在這種模式下，輸出的并行4 B數(shù)據(jù)，按時(shí)間先后順序?yàn)镈Qd，DId，DQ，DI。普通控制模式時(shí)，只能對(duì)I路進(jìn)行雙邊沿采樣，擴(kuò)展控制模式時(shí)，可以選擇I路或Q路。

　　(2)輸出邊沿設(shè)置。在SDR模式下，通過(guò)設(shè)置OutEdge(Pin14)來(lái)選擇輸出數(shù)據(jù)在上升沿還是下降沿鎖存，高電平為上升沿，低電平為下降沿。

　　(3)DDR?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)4腳進(jìn)行設(shè)置來(lái)選擇輸出方式，高電平為SDR上邊沿鎖存，低電平為SDR下邊沿鎖存，懸空為DDR。SDR時(shí)DCLK頻率與數(shù)據(jù)輸出率一致，DDR時(shí)DCLK頻率為數(shù)據(jù)輸出率的一半。

　　3 ADC08D1000的控制

　　3．1 普通控制

　　普通控制方式主要是對(duì)對(duì)應(yīng)管腳的電平設(shè)置，主要有CAL，CALDLY，F(xiàn)SR，OUTEDGE，OUTV，PD和PDQ等方式。以雙邊沿采樣、650 mV(峰峰值)、低邊沿SDR非低功耗模式為例，用VHDL語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行配置。為了保證采樣精度，考慮到實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)熱及環(huán)境變化等因素，采用初始化延時(shí)的方法，利用芯片本身的自校準(zhǔn)功能予以解決，普通模式下的程序如下：

　　3．2 擴(kuò)展控制

　　3．2．1 控制字格式

　　當(dāng)FSR／ECE腳連接到1／2 VA或者懸空時(shí)，進(jìn)入擴(kuò)展控制模式。擴(kuò)展控制接口包括3個(gè)管腳：SCLK，SDATA，SCS，用來(lái)配置8個(gè)只寫(xiě)寄存器。

　　SCS：當(dāng)寫(xiě)一個(gè)寄存器時(shí)，此腳應(yīng)置低。

　　SCLK：最大為100 MHz，在上升沿寫(xiě)數(shù)據(jù)。

　　SDATA：寫(xiě)每個(gè)寄存器需要32位數(shù)據(jù)，包括頭、地址和寄存器值。從最高位開(kāi)始移入，格式為000000000001(頭12位)+4位地址+16位數(shù)據(jù)。地址和值的含義請(qǐng)見(jiàn)寄存器描述部分。寫(xiě)各寄存器時(shí)不用間斷，可以在第33個(gè)脈沖時(shí)繼續(xù)寫(xiě)下一個(gè)寄存器。