12位并行輸出AD轉換器AD7492

　　1 概述

　　AD7492是AD公司推出的12位高速、低功耗、逐次逼近式AD轉換器。它可在2.7V～5.25V的電壓下工作，其數據通過(guò)率高達1MSPS。它內含一個(gè)低噪聲、寬頻帶的跟蹤/保持放大器，可以處理高達10MHz的寬頻信號。

　　AD7492 很容易與微處理器或DSP接口。輸入信號從CONVST的下降沿開(kāi)始被采樣，轉換也從此點(diǎn)啟動(dòng)。忙信號線(xiàn)在轉換起始時(shí)為高電平，810ns后跳變?yōu)榈碗娖揭员硎巨D換結束。沒(méi)有與此過(guò)程相關(guān)的管線(xiàn)延時(shí)。轉換結果是借助標準CS和RD信號從一個(gè)高速并行接口存取的。

　　AD7492采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)獲得高數據通過(guò)率下的低功耗。在5V電壓下，速度為1MSPS時(shí)，平均電流僅為1.72mA;它還可對可變電壓/數據通過(guò)率進(jìn)行管理。在5V供電電壓和500kSPS數據通過(guò)率下的消耗電流為1.24mA。

　　AD7492具有全部休眠和部分休眠兩種模式，采用休眠模式可以在低數據通過(guò)率時(shí)實(shí)現低功力量。在5V電壓時(shí)，若速度為100kSPS，則平均電流為230μA。AD7492的模擬輸入范圍為0～REF IN。另外，該器件內部還可提供2.5V參考電壓，同時(shí)，該參考也對外部有效。器件的轉換速度由內部時(shí)鐘決定。AD7492的主要特性如下：

　　●額定電壓VDD為2.7V～5.25V;

　　●高數據通過(guò)率：數據通過(guò)率為1MSPS;

　　●功耗低：在5V電壓下，數據通過(guò)率為1MSPS時(shí)，功耗一般為8.6mW;

　　●輸入頻帶寬;100kHz輸入時(shí)，信噪比為70dB;

　　●具有片內+2.5V參考電壓;

　　●具有片內時(shí)鐘振蕩器;

　　●具有可變電壓/數據通過(guò)率管理功能，轉換時(shí)間由內部時(shí)鐘決定。有部分和全部?jì)煞N休眠模式，采用休眠模式可在低數據通過(guò)率時(shí)使效能比達到最大;

　　●帶有高速并行接口;

　　●具有柔性數字接口。通過(guò)設定VDRIVE引腳可控制I/O引腳上的電壓;

　　●休眠模式的電流一般為50nA;

　　●無(wú)管線(xiàn)延時(shí)。是一個(gè)標準的逐次逼近式AD轉換器，可在采樣瞬間精確控制，采樣瞬間借助于CONVST的輸入和間隔停止轉換來(lái)控制;

　　●外圍元器件較少，可優(yōu)化電路板空間;

　　●采用24引腳SOIC或TSSOP封裝形式。

　　2 引腳功能

　　圖1所示為AD7492的功能框圖。圖2為其引腳排列。各引腳的功能如下：

　　CS：片選引腳。在CS和RD下降沿之后，系統把轉換結果放在數據總線(xiàn)上。由于CS和RD連接在輸入端的同一個(gè)與門(mén)上，因此信號是可以互換的。

　　RD：讀信號輸入端。通常連接到邏輯輸入端，以讀取轉換結果。若數據總線(xiàn)總是處于工作狀態(tài)，則在忙信號線(xiàn)變?yōu)榈碗娖街皩⑿碌霓D換結果送出去，在這種情況下CS和RD可通過(guò)硬件方式連至低電平。

　　CONVST：?jiǎn)?dòng)轉換輸入信號端。跟蹤/保持輸入放大器在CONVST的下降沿處從跟蹤狀態(tài)轉換為保持狀態(tài)，同時(shí)啟動(dòng)轉換過(guò)程。轉換建立時(shí)間可短至15ns。如果 CONVST在轉換持續期間處于低電平，且在轉換結束時(shí)仍保持低電平，器件將自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。休眠狀態(tài)的類(lèi)型由PS/FS引腳決定。若器件處于休眠狀態(tài)，CONVST的下一個(gè)上升沿將喚醒它。喚醒時(shí)間一般為1μs。

　　PS/FS：休眠模式選擇端。器件進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)，此引腳決定休眠的類(lèi)型。在部分休眠模式下，內部參考電路和振蕩電路不斷電，耗電大約200μV。在全部休眠模式下，所有模擬電路均斷電，此時(shí)器件的功耗可以忽略不計。

　　BUSY：忙信號輸出端。此引腳的邏輯輸出表明器件所處的狀態(tài)。在CONVST下降沿之后，忙信號變?yōu)楦唠娖讲⒃谵D換期間保持高電平。一旦轉換結束，轉換結果存入輸出寄存器，忙線(xiàn)復位為低電平。在忙信號下降沿之前，跟蹤/保持放大器轉為跟蹤狀態(tài)，忙信號變?yōu)榈碗娖揭蚤_(kāi)始跟蹤。在忙信號變低時(shí)，若CONVST輸入仍為低電平，則器件在忙信號上降沿自動(dòng)進(jìn)行入休眠狀態(tài)。

　　REF OUR：2.5V±1%參考電壓輸出。

　　AVDD：模擬電源端。

　　DVDD：數字電源端，2.7～5.25V。用于給AD7492器件內除輸出驅動(dòng)電路和輸入電路外的所有數字電路提供電源。

　　AGND：模擬地。

　　DGND：數字地。

　　AGND和DGND理論上應處于同一電位，即使在有瞬變電流時(shí)，其差值最大也不可超過(guò)0.3V。

　　VIN：模擬輸入端。單端模擬輸入路線(xiàn)。輸入范圍為0V～REF IN。此引腳為直流高阻抗。

　　VDRIVE：輸出驅動(dòng)電路和數字輸入電路的供電電源為2.7V～5.25V。此電源電壓決定數據輸出引腳的高電平電壓和數字輸入的閾值電壓。當數字輸入和輸出引腳閾值電壓為3V時(shí)，VDRIVE允許AVDD和DVDD在5V電壓下工作(使ADC的動(dòng)態(tài)性能最優(yōu))。

　　DB0～DB11：數字線(xiàn)0～11位。器件的并聯(lián)數字輸出。這是由CS和RD控制的三態(tài)輸出。它們的輸出高電平電壓是由VDRIVE引腳決定的。

　　3 應用接口電路

　　圖3 為AD7492的一個(gè)典型連接圖。一旦CONVST變?yōu)榈碗娖?，忙信號就變?yōu)楦唠娖?，在轉換結束時(shí)，忙信號的下降沿用于激發(fā)一個(gè)中斷服務(wù)。由CS和RD線(xiàn)控制并讀取12字節。內部2.5V參考電壓使AD7492成為0～2.5V的模擬輸入、單極性AD轉換器。REF OUT引腳需并聯(lián)一個(gè)不小于100nF的電容器，以使基準電壓保持穩定。因為第一閃轉換可能會(huì )有誤差，建議剔除第一次轉換結果。這樣也可以保證各部分處于正確的轉換狀態(tài)。上電時(shí)，不能變動(dòng)，否則CONVST的上升沿可能會(huì )叫不醒器件。

　　圖3 中，將VDRIVE引腳與DVDD相連是為了確定邏輯輸出的電平值為0或DVDD。加在VDRIVE的電壓可確定輸入和輸出邏輯信號的電壓值。如果 DVDD連接5V電壓而VDRIVE連接3V電壓，則對應邏輯0和1的電壓為0V和3V。這些特性使得AD7492能以3V的閾值電壓使A/D在5V下運行。