谁消耗了所有的dB？计算机8位A/D转换器ADC0809

时间:2017-03-15 08:28 来源:未知作者:admin 点击:次

很多时候，ADC（模数转换器）在–1 dBFS时具有额定性能。一些数据手册给出的失真比满量程低0．5 dB。无论是比满量程低1 dB或0．5 dB，如果在满量程（0 dBFS）下运行ADC输入，这样做可防止信号发生削波。台式RF信号发生器通常以dBm为单位输出信号。为了在1．7 V p－p满量程ADC范围内实现–1 dBFS，信号电平仅需7．6 dBm（基于50 Ω基准阻抗）。不过，这样做时，ADC的单音FFT输出显示为–6．7 dBFS。是什么消耗了所有的dB？

答案显而易见，即ADC部件。就是ADC的前端网络。让我们进一步看看用于ADCAD9680的默认前端网络。

图1．用于AD9680评估板的默认前端网络。

将单端转换为差分模式可通过宽带巴伦BAL－0006SMG实现。简单看下BAL－0006SMG数据手册，显示它具有6 dB插入损耗。继巴伦之后的匹配网络（Rs和RSH）添加了另一个6 dB。该匹配网络需要提供宽带匹配至巴伦输出。ADC （RkB）前方的串联电阻呈现少量插入损耗。该电阻通过降低ADC采样级到保持级的反冲来提高第三次谐波性能。

因此，让我们克服相关ADC难题以了解信号发生器获得–1 dBFS ADC信号时所需功率。50 Ω基准电阻用于以下数学方程。对于1．7 Vp－p的默认满量程电平，–1 dBFS信号为1．515 Vp－p。由于10 Ω电阻损耗相当小，我们可以假设该损耗电压为端接网络电压。巴伦端接具有6 dB损耗，因此巴伦的每一侧摆幅约为1．515 V的两倍。这导致单端输入约为3．03 Vp－p。因此，信号发生器须提供对应于约3．03 Vp－p或14 dBm的信号。请注意，这不包括带通滤波器或连接器电缆的插入损耗。因此，再次看下图1，这次我们通过一些注释得到图2。

＊图2．集成带通滤波器和信号发生器的前端网络。

再次回到我们的问题上，如果ADC前方的信号发生器旁边没有任何干扰，则获得－1 dBFS ADC信号所需功率为7．6 dBm的前提是正确的。可能需考虑巴伦。现在有其它因素（宽带巴伦、匹配网络、反冲控制等）会影响插入损耗，从而导致在－6．7 dBFS时产生衰减信号。因此，您可以放心的说＂我的前端消耗了所有的dB＂。如您所见，数学方程从不会错。

参考以下等公式：

其中VIN是输入电压，而VFS是满量程电压

其中Vrms是rms电压，而Vp－p是峰峰值电压

其中PdBm是信号发生器功率（单位：dBm），Vrms是rms电压，R是系统阻抗（本例中为50 Ω），P0是1 mW。

计算机8位A/D转换器ADC0809

1.电路组成及转换原理
ADC0809是一种带有8位转换器、8位多路转换开关以及与微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。8位A/D转换器的转换方法为逐次逼近法。在A/D转换器的内部含有一个高阻抗斩波稳定比较器，一个带有模拟开关树组的256R分压器，以及一个逐次逼近的寄存器。八路的模拟开关由地址锁存器和译码器控制，可以在8个通道中任意访问一个单边的模拟信号，其原理框图如图1所示。 ADC0809无需调零和进行满量程调整，又由于多路开关的地址输入能够进行锁存和译码，而且它的三态TTL输出也可以锁存，因此易于与微处理机进行接口。从图中可以看出，ADC0809由两大部分组成。第一部分为八通道多路模拟开关，它的基本原理与CD4051类似。它用来控制C、B、A端子和地址锁存允许端子，可使其中一个通道被选中。第二部分为一个逐次逼近型A/D转换器，它由比较器、控制逻辑、输出缓冲锁存器、逐次逼近寄存器以及开关树组和256R电阻分压器组成。后两种电路（即开关树组和256R电阻分压器）组成D/A转换器。控制逻辑用来控制逐次逼近寄存器从高位到低位逐次取“1”，然后将此数字量送到开关树组（8位开关），用来控制开关S7～S0与参考电平相连接。参考电平经256R电阻分压器后，输出一个模拟电压Uo， Uo、Ui在比较器中进行比较。当Uo>Ui时，本位D＝0；当Uo≤ Ui时，本位D＝1。因此，从D7～D0比较8次即可逐次逼近寄存器中的数字量，即与模拟量Ui所对应的数字量相等。此数字量送入输出锁存器，并同时发转换结束脉冲。