CN0388 隔離式600 Mbps、LVDS、18位、5 MSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

CN0388 在開始評(píng)估前，請(qǐng)?jiān)赑C上安裝EVAL-AD7960FMCZ評(píng)估軟件。軟件安裝說明可在EVAL-AD7960FMCZ用戶指南(UG-490)中找到。 要開始測試，請(qǐng)確保EVAL-AD7960FMCZ、EVAL-CN0388-FMCZ和EVAL-SDP-CH1Z板通過其FMC連接器正確連接。此配置如圖3所示。如需為EVAL-AD7960FMCZ、EVAL-CN0388-FMCZ和EVAL-SDP-CH1Z供電，請(qǐng)將壁式電源連接到EVAL-CN0388FMCZ和EVAL-SDP-CH1Z上的管式連接器。如已提供正確的電壓電平，則+12V_FMC LED (EVAL-AD7960FMCZ)、LED_1、LED_2 LED (EVAL-CN0388-FMCZ)和FMC_PWR_GD LED (EVAL-SDP-CH1Z)都會(huì)點(diǎn)亮。或者，檢查各個(gè)評(píng)估板上相應(yīng)的電壓測試點(diǎn)的電壓電平以測試該電路是否正確供電。 圖3.隔離式模數(shù)數(shù)據(jù)采集測試設(shè)置 所有這些測試點(diǎn)上的標(biāo)簽必須匹配其測量值。EVAL-CN0388-FMCZ上的各個(gè)隔離側(cè)和非隔離側(cè)有三個(gè)電壓測試點(diǎn)；+3_3V_SIDE1/SIDE2、+2_5V_SIDE1ADP1/SIDE2和+12V_IN/IN2。EVAL-AD7960FMCZ上有四個(gè)電壓測試點(diǎn)：+7 V、+5 V、+12 V和VREF。 通過VIN?、VIN+以及SMA連接器（范圍為?VREF至+VREF，電壓源之后）連接差分交流電壓源可對(duì)完整的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行測試。差分輸入采集數(shù)據(jù)通過EVAL-AD7960FMCZ發(fā)送到PC上安裝的評(píng)估軟件。有關(guān)硬件和軟件操作，請(qǐng)參閱EVAL-AD7960FMCZ用戶指南(UG-490)。圖4顯示了EVAL-AD7960FMCZ評(píng)估軟件中的匯總選項(xiàng)卡，顯示收集的匯總信息。 圖4.EVAL-AD7960FMCZ評(píng)估軟件窗口 轉(zhuǎn)接板電路需要兩個(gè)ADN4651 600 Mbps LVDS隔離器對(duì)AD7960 LVDS接口進(jìn)行隔離。如圖1所示，兩個(gè)LVDS時(shí)鐘從Spartan 6 FPGA發(fā)送到AD7960；5 MHz采樣時(shí)鐘(CNV±)和300 MHz參考時(shí)鐘(CLK±)。AD7960使用300 MHz參考時(shí)鐘在600 Mbps時(shí)輸出一系列的采樣數(shù)據(jù)(D±)，并與300 MHz回波時(shí)鐘(DCO±)同步。在數(shù)據(jù)突發(fā)后，D±處于空閑狀態(tài)以免干擾轉(zhuǎn)換器的采集階段。ADN4651內(nèi)置一對(duì)采用ADI公司iCoupler?技術(shù)的雙向數(shù)字隔離器，可在高速下工作且具有極低的抖動(dòng)。VIN+和VIN?交流電壓輸入經(jīng)過兩個(gè)單獨(dú)的ADA4899-1單位增益穩(wěn)定電壓反饋型運(yùn)算放大器，并將其相應(yīng)的輸出饋入到AD7960。然后兩個(gè)輸入差分信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過D±發(fā)出并同步至DCO±。 Blackfin? ADSP-BF527僅使用1.8 V邏輯電平將相應(yīng)的邏輯高電平和邏輯低電平通過ADuM4400四通道數(shù)字隔離器輸出到AD7960使能引腳（EN0至EN3）以及片內(nèi)LDO使能(PC_C2M)和SDP ID EEPROM地址（GA0、GA1）。AD7960上的使能引腳可配置為符合具體工作要求。有關(guān)完整信息可參見AD7960數(shù)據(jù)手冊(cè)。ADuM2251雙通道I2C隔離器將SDP ID EEPROM時(shí)鐘(SCL)和數(shù)據(jù)(SDA)與Blackfin ADSP-BF527接口隔離開。 Blackfin ADSP-BF527和Spartan 6 FPGA與轉(zhuǎn)接板和測量電路之間的通信通過EVAL-SDP-CH1Z上的USB端口，利用PC上安裝的評(píng)估軟件進(jìn)行控制，如圖1所示。 該電路的邏輯端和總線端通過兩個(gè)12 V直流電源進(jìn)行供電，其中EVAL- AD7960FMCZ上會(huì)產(chǎn)生四個(gè)供電軌，而EVAL-CN0388-FMCZ上會(huì)產(chǎn)生三個(gè)供電軌。在EVAL-AD7960FMCZ上， ADP7104CMOS LDO產(chǎn)生5 V電壓，ADP7102CMOS LDO產(chǎn)生7 V電壓，ADP2300異步降壓穩(wěn)壓器產(chǎn)生?2.5 V電壓，且ADP124CMOS線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生1.8 V電壓。在EVAL-CN0388-FMCZ上， ADP3335產(chǎn)生5 V電壓，ADP151線性穩(wěn)壓器（2.5 V版本）產(chǎn)生2.5 V電壓，且ADP151線性穩(wěn)壓器（3.3 V版本）產(chǎn)生3.3 V電壓。 如圖1所示，在CNV±、CLK±、D±和DCO±（R11、R12、R13和R14），100 Ω端接電阻安裝在兩個(gè)ADN4651隔離器的各LVDS輸入端和輸出端。 邏輯端和總線端上的電源和接地通過管式連接器互相連接。EVAL-AD7960FMCZ、EVAL-CN0388-FMCZ、和EVAL-SDP-CH1Z中的邏輯電平、時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)通過走線連接到配置的FMC連接器，如圖2所示。交流電壓輸入(VIN+/VIN?)通過SMA連接器進(jìn)行連接。Audio Precision源為適合輸入的理想差分驅(qū)動(dòng)器。用戶也可以通過螺旋線連接器將外部基準(zhǔn)電壓施加于EVAL-AD7960FMCZ。 圖2.EVAL-AD7960FMCZ、EVAL-CN0388-FMCZ隔離器和EVAL-SDP-CH1Z板連接在一起 有關(guān)完整文檔包，包括詳細(xì)原理圖、物料清單和布局，請(qǐng)參見CN-0388設(shè)計(jì)支持包并訪問： www.analog.com/CN0388-DesignSupport。 CN0388 隔離式600 Mbps、LVDS、18位、5 MSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) CN0388 圖1所示電路展示了模擬前端（18位、5 MSPS AD7960模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)）在600 Mbps時(shí)使用ADN4651LVDS隔離器進(jìn)行隔離。ADN4651轉(zhuǎn)接板連接到標(biāo)準(zhǔn)的AD7960評(píng)估平臺(tái)，將模擬前端板與高速SDP-H1系統(tǒng)演示平臺(tái)(EVAL-SDP-CH1Z)隔離開。SDP-H1內(nèi)置一個(gè)Xilinx Spartan 6 FPGA來捕獲采集數(shù)據(jù)和一個(gè)ADSP-BF527DSP來與PC進(jìn)行通信。 在惡劣環(huán)境下需要對(duì)外部接口進(jìn)行電氣隔離來增強(qiáng)安全性、功能性或抗擾能力。這包括用于數(shù)據(jù)采集模塊的模擬前端，以便實(shí)現(xiàn)工業(yè)測量和控制。由于工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等趨勢要求更加普遍的測量和控制以及更高的速度和精度，因此對(duì)轉(zhuǎn)換器接口的帶寬要求越來越高。這就給隔離性提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)榧词箻?biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器的工作速率都限制在150 Mbps。 對(duì)于工業(yè)環(huán)境中的測量和控制應(yīng)用，隔離式模擬前端部署的優(yōu)勢包括： 易于設(shè)計(jì)，由于LVDC直接隔離器帶有完全兼容的輸入/輸出和超低抖動(dòng)。 具有600 Mbps的高帶寬，以便支持較高的ADC分辨率和速度。 實(shí)現(xiàn)電氣隔離，以便提供電源電壓保護(hù)、電源隔離測量或數(shù)字或電源電路抗擾度。 圖1中的電路展示了業(yè)界領(lǐng)先的解決方案在600 Mbps時(shí)使用ADN4651雙通道隔離器實(shí)現(xiàn)LVDS隔離。 圖1.EVAL-AD7960FMCZ和EVAL-SDP-CH1Z通過ADN4651 EVAL-CN0388-FMCZ轉(zhuǎn)接板進(jìn)行隔離 CN0388

• 18-bit, 5MSPS Data Acquisition System?
• Isolated LVDS Output?
• 600Mbps Serial Data Capability?

(analog)