基于CPLD的模數轉換組合研究

　 當X5為高電平時(shí)，地址形成邏輯形成的地址信號使模擬多路開(kāi)關(guān)選通標準電壓電路提供的一個(gè)標準電壓。標準電壓進(jìn)入模數轉換電路形成數字量，基準自動(dòng)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(diǎn)自動(dòng)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(shí)現了通道1（或通道2）模數轉換精度的自動(dòng)微 調?！　?p>　自檢檢測邏輯從寄存器取出對標準電壓進(jìn)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(dòng)電路。驅動(dòng)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。

　X5（自動(dòng)微調脈沖）和X6（計數脈沖）分別通過(guò)二選一開(kāi)關(guān)進(jìn)入緩 沖及延遲電路，形成一組脈沖信號送入時(shí)序邏輯。時(shí)序邏輯根據此組脈沖信號形成系統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(dòng)微調邏輯、零點(diǎn)自動(dòng)微調邏輯、自我檢測邏輯、時(shí)序邏輯都在Xilinx公司的大規?？删幊踢壿嬈骷C95108內實(shí)現（圖7中每個(gè)虛線(xiàn)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(chǎn)化模數轉換組合脫離戰車(chē)系統進(jìn)行維修時(shí)，通過(guò)二選一開(kāi)關(guān)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(gè)國產(chǎn)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(jìn)A/D轉換組合的工作原理，A/D轉換芯片需要滿(mǎn)足如下4點(diǎn)要求：　　

　?。?）雙極性輸入；　　

　?。?）分辨率≥9位；　　

　?。?）最大采樣速率≥1.5MSPS；　　

　?。?）無(wú)流水延時(shí)，且模數轉換在大約200ns內完成?！　?p>　　根據上述要求，同時(shí)考慮價(jià)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(shuō)明見(jiàn)有關(guān)技術(shù)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(kāi)關(guān)送來(lái)的模擬信號， 端輸入雙極性數模轉換電路送來(lái)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，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(lái)的采樣時(shí)鐘驅動(dòng)?！　?p> 原A/D轉換組合對X2（或X4）的采樣時(shí)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(shí)鐘信號的下降沿采樣，而此輸入時(shí)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(chǎn)品說(shuō)明給出的評估板只是 兩層板，因此在設計PCB版圖時(shí)也只使用兩層板。在PCB版圖上全部使用表貼電容進(jìn)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(yǔ)　　

　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(shí)提高了可靠性，改善了轉換位數、功耗等技術(shù)指標，已經(jīng)定型并投入生產(chǎn)。