虛擬評估——立即開(kāi)始您的虛擬ADC設計

作者 Christoph K?mmerer ADI公司現場(chǎng)應用工程師

摘要：ADI公司的Virtual Eval模數轉換器仿真工具可簡(jiǎn)單仿真不同條件和場(chǎng)景下的不同ADC。

簡(jiǎn)介

　　還不熟悉ADC?使用包含多路復用器、PGA、緩沖器、Σ-Δ轉換器、VREF和電源的復雜系統時(shí)，是否感到很困惑，不知道從哪里開(kāi)始?這就是Virtual Eval大展身手的地方。改變ADC模擬輸入、PGA增益、基準電壓源或電源，查看對階躍響應、幅頻特性或轉換器直方圖的影響。該系列第一個(gè)成員是AD7124-8虛擬評估板。

1 采用虛擬方式

　　一個(gè)設計的整體性能是由該設計中單顆芯片的性能所決定的。盡管產(chǎn)品數據手冊提供了芯片性能的第一手資料方面的第一提示和輸入，但評估板通常被用于更好地了解各個(gè)電路的完整設計。它們可直接測試轉換器、放大器和絕緣體等產(chǎn)品。盡管如此，評估板有一個(gè)嚴重的缺點(diǎn)。它們需要單獨訂購，還要連接至測量?jì)x器，并且當測試各種不同評估板以查找最佳配置時(shí)，整個(gè)過(guò)程非常耗時(shí)且成本高昂。為避免這種復雜情況，ADI公司開(kāi)發(fā)了一款在線(xiàn)工具Virtual Eval，可以讓設計人員使用仿真功能來(lái)評估轉換器。此工具無(wú)需消耗物料成本，而且還能在設計初選階段節省大量時(shí)間。

　　Virtual Eval可訪(fǎng)問(wèn)ADI公司轉換器數據庫。一方面，這可以準確仿真轉換器的對應環(huán)境，另一方面，它可以在不同場(chǎng)景和邊界條件下進(jìn)行測試。如圖1中，我們使用AD7124模數轉換器(ADC)來(lái)解釋工具的不同選項和用法。AD7124是一款24位Σ-Δ轉換器，并且包含了很多診斷功能，如線(xiàn)纜連接或短路的檢測。

　　Virtual Eval的第一步就是讓用戶(hù)查看完整的轉換器方框圖(圖1)。直接點(diǎn)擊轉換器對應的內部模塊，就可以設置芯片參數來(lái)仿真真實(shí)應用場(chǎng)景。例如，被設置的模塊可以是輸入放大器或者多路選擇器?？膳渲媚K還會(huì )顯示在屏幕左側的設置中。對于A(yíng)D7124，其他可配置模塊包括SINC4+1 或者 SINC4的濾波器設置、內部時(shí)鐘和基準電壓源。其他一些可以設置的參數包括轉換轉換速率和時(shí)序。

　　設置好所有參數后，可以直觀(guān)顯示仿真結果并評估轉換器的性能。首先，可以顯示輸入波形(圖2a)。此外，還可以計算輸入信號的快速傅立葉變換(FFT)。直方圖(圖2b)可以使用戶(hù)確定統計數據和轉換器精度。

　　其次，Virtual Eval還可顯示信號的頻率響應曲線(xiàn)和時(shí)域響應功能(圖3a)。通常來(lái)說(shuō)，被選擇的轉換器需要符合奈奎斯特采樣定律。借助時(shí)域響應功能，可以計算最大輸入頻率的確切值，包括安全裕度。時(shí)域響應功能的上升時(shí)間只能通過(guò)選擇合適的ADC轉換率來(lái)解決——如果轉換率不足，數據就會(huì )丟失。最后，時(shí)序圖顯示AD7124的時(shí)間響應(圖3b)，允許仿真不同場(chǎng)景，如功耗降低或轉換率提升。

2 結語(yǔ)

　　Virtual Eval模數轉換器仿真工具可簡(jiǎn)單仿真不同條件和場(chǎng)景下的不同ADC。這種方法不僅經(jīng)濟實(shí)惠，還能顯著(zhù)縮短器件選型過(guò)程，讓設計人員可以挑選合適的轉換器，不再需要任何評估板和昂貴的測試。一旦選好轉換器，就能在工具的幫助頁(yè)面中找到轉換器的相關(guān)設計資料——包含數據手冊和詳細信息。不久之后，數據庫將會(huì )擴展到集成模塊中，包括，例如帶集成轉換器的AMR傳感器。

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第11期第77頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。