INFORMACJA O PODZESPOŁACH
MAX1448
63
SZYBKI PRZETWORNIK A/C MAŁEJ MOCY
Producent Maxim Integrated Products
Opis końcówek
Zastosowanie
G Przetwarzanie a/c sygnałów wizyjnych
G Przetwarzanie a/c sygnałów p.cz.
G Tunery telewizji cyfrowej ( - p )
G Zobrazowanie sygnałów ultradx
więkowych
G Zobrazowanie CCD
Podstawowe właS
ciwoS
ci
G Zasilanie jednym napięciem +3 V
G Doskonałe parametry dynamiczne
G Mały pobór prądu: 40 mA (normalna praca)
5 �A (czuwanie)
G WejS
cie różnicowe
G Szeroki zakres napięcia wejS
ciowego: 2 V (szczyt-szczyt)
G Pasmo wejS
ciowe 3-decybelowe 400 MHz
G Dokładne wewnętrzne x
ródło napięcia odniesienia +2,048 V
G WyjS
cia trójstanowe zgodne z poziomami CMOS
G Obudowa 32-końcówkowa TQFP
Parametry graniczne
G Dopuszczalne napięcia na końcówkach w stosunku do końcówki GND
(masy):
VDD i OVDD od _0,3 do +3 V
OGND od _0,3 do +0,3 V
IN+ i IN- od _0,3 V do UDD
REFIN, REFOUT, REFP, REFN i COM
OE, PD,CLK od _0,3 do (UDD+0,3) V
D9�D0 od _0,3 do (OUDD+0,3)V
G Rozpraszanie mocy (ciągłe, TA = +70oC) 889 mW
G Temperatura pracy od _40 do +150oC
G Dopuszczalna temperatura struktury +150oC
Opis układu
Układ MAX1448 (rys. 1, 2) jest szybkim 10-bitowym przetwornikiem ana-
logowo-cyfrowym z wejS
ciem różnicowym, o architekturze 10-stopniowe-
go przetwornika potokowego (p p n A ), z układem S
ledząco-pamię-
tającym (T/H) i cyfrową korekcją błędów. Charakteryzuje się szybkoS
cią
przetwarzania 80 Mpróbek/s. Ma wyjS
cia trójstanowe, o poziomach zgod-
nych z układami logicznymi CMOS.
Są również produkowane równoważniki układu MAX1448 z takim sa-
mym rozmieszczeniem końcówek, lecz o mniejszej szybkoS
ci przetwarza-
nia: MAX1444 (40 Mpróbek/s) i MAX1446 (60 Mpróbek/s).
W układzie potokowym (rys. 3) każda pobrana próbka sygnału wejS
ciowe-
go przesuwa się o jeden stopień układu potokowego, podczas połowy okre-
su zegarowego. W każdym stopniu układu, fleszowy przetwornik a/c zbu-
dowany z dwóch komparatorów przetwarza próbkowane napięcie wejS
cio-
we na wielkoS
ć cyfrową, dając 1 bit cyfrowego wyniku przetwarzania. Na-
stępnie przetwornik c/a przetwarza wiekoS
ć cyfrową znowu na analogową,
która jest odejmowana od wartoS
ci sygnału wejS
ciowego, pamiętanej
Rys. 1.
w układzie S
ledząco-pamiętającym (T/H). Powstający analogowy sygnał
błędu jest mnożony przez 2 i poddawany podobnemu procesowi przetwa- Rozmieszczenie
rzania w następnym, identycznym stopniu. Z kolejnych stopni uzyskuje się końcówek
zatem wartoS
ci kolejnych bitów wyniku. W cyfrowym układzie korekcji są
kompensowane błędy wywołane napięciami niezrównoważenia kompara-
torów, dzięki czemu nie ma brakujących kodów w słowie wyjS
ciowym.
Przykłady zastosowania
Na rys. 4 przedstawiono typowy układ pracy przetwornika MAX1448 za-
wierający na wejS
ciu układ zamieniający sygnał niesymetryczny na różni-
cowy. Wewnętrzne x
ródło napięcia odniesienia dostarcza napięcie równe
Sterowanie
UDD/2 potrzebne do przesuwania poziomów napięcia. Na wejS
ciu sy-
gnał przechodzi przez układ buforujący, a następnie jest doprowadzany za-
Stopnie
równo do inwertera, jak i do wtórnika, dzięki czemu uzyskuje się sygnał róż- Potokowy
wyjS
ć.
nicowy, doprowadzany do wejS
ć przetwornika a/c przez filtry dolnoprzepu- p.a/c
stowe. Zadaniem tych filtrów jest stłumienie szumów w.cz. pochodzących
z szybkich wzmacniaczy operacyjnych. Użytkownik może dobrać warto-
REF
S
ci elementów RISO i CIN tak, aby zoptymalizować filtr do potrzeb dane-
go zastosowania.
Na rys. 5 przedstawiono układ, w którym przetwornik a/c służy do przetwa-
rzania sygnału niesymetrycznego. Stopniem wejS
ciowym jest bardzo
szybki wzmacniacz operacyjny MAX4108.
Na rys. 6, 7 przedstawiono wybrane charakterystyki przetwornika.
Rys. 2. Schemat funkcjonalny; T/H _ układ S
ledząco-pamiętający,
Pełne dane katalogowe układu MAX1448 i szczegółowe wskazówki mon-
DEC _ cyfrowy układ korekcji błędów, REF _ napięcie odniesienia
tażowe można znalex
ć na stronach www: http://www.maxim-ic.com n
INFORMACJA O PODZESPOŁACH
Parametry charakterystyczne
UDD = +3 V, 0UDD+ = + 2 V, między końcówkami REFP, REFN i COM a masą
dołączone kondensorami 0,1 �F i 1 �F, UREFIN = 2,048 V, końcówki REFOUT
i REFIN połączone rezystorem 10 k&!, UIN = 2 V(szczyt-szczyt), fCLK =
NieliniowoS
ć całkowa
83,3 MHz (współczynnik wypełnienia 50%), TA = 25oC
NieliniowoS
ć całkową (INL _ n r n n n r ) definiuje się jako największe od-
chylenie charakterystyki przetwarzania od linii prostej. Tę linię można poprowadzić
jako prostą łączącą skrajne punkty charakterystyki pomierzonej przy skompenso-
wanym wzmocnieniu i poziomie początkowym ( ) lub jako prostą o najlepszym
dopasowaniu do charakterystyki zmierzonej. Do pomiarów omawianego przetwor-
nika zastosowano metodę prostej najlepiej dopasowanej. NieliniowoS
ć całkową po-
daje się albo w procentach w stosunku do pełnego zakresu albo w jednostkach LSB.
NieliniowoS
ć różniczkowa
NieliniowoS
ć różniczkowa (DNL _ r n n n n r ) jest definiowana jako róż-
nica wartoS
ci każdego przedziału przetwarzania i wartoS
ci idealnej przedziału (1 LSB).
Jako parametr podaje się największą wartoS
ć tej różnicy w całym zakresie. Jeżeli
błąd nieliniowoS
ci różniczkowej jest mniejszy niż 1 LSB w całym zakresie pomia-
rowym, to jest pewne, że w charakterystyce przetwarzania nie będzie brakujących
kodów, a więc charakterystyka będzie monotoniczna.
Stosunek sygnału do szumu (SNR _ n - -n r )
W przypadku przebiegu analogowego, który jest idealnie odtwarzany z próbek cy-
frowych, teoretyczna największa wartoS
ć SNR jest równa stosunkowi pełnego za-
kresu wejS
ciowego (wartoS
ć skuteczna) do błędu kwantyzacji (wartoS
ć skuteczna).
W przetworniku, w którym jedynym x
ródłem SNR jest błąd kwantyzacji, można ten
współczynnik wyrazić wzorem:
(SNR)maks = (6,02N + 1,76) dB
w którym: N _ liczba bitów przetwornika.
W praktyce na wartoS
ć stosunku sygnału do szumu w przetworniku a/c mają też
wpływ takie czynniki, jak: szum cieplny, szum napięcia odniesienia, fluktuacje
(j r) przebiegu zegarowego.
Stosunek sygnału do szumu wraz ze zniekształceniami (SINAD _ n - -
n p r n)
Przy obliczaniu tego parametru do szumu kwantyzacji są dodawane całkowite znie-
kształcenia harmoniczne (TDH).
WejS
cie
Rys. 3. Schemat
WejS
cie
T/H
działania
WyjS
cie
przetwornika
potokowego,
a/c c/a
T/H _ układ S
ledząco-
pamiętający
Stopień
Stopień
Stopień
WejS
cie
10
2
1
Rys. 5. Układ z wejS
ciem niesymetrycznym i sprzężeniem zmiennoprądowym
Korekcja cyfrowa
Różnicowy
Filtr
dolnoprzepustowy
Rys. 4. Typowe
Niesymetryczny
zastosowanie
w układzie
z wewnętrznym
napięciem
odniesienia
CzęstotliwoS
ć [MHz]
Rys. 6. ZależnoS
ć stosunku sygnału do szumu
wraz ze zniekształceniami od częstotliwoS
ci
wejS
ciowego sygnału analogowego
Filtr
WejS
cie dolnoprzepustowy
Sygnał wyjS
ciowy
Rys. 7. Wykres nieliniowoS
ci całkowej
w funkcji cyfrowej wartoS
ci sygnału wyjS
ciowego
SINAD [dB]
NieliniowoS
ć całkowita [LSB]