高速双通道采样芯片AT84AD001B及其应用
1 AT84AD001B的特点
AT84AD001B是一种Flash型ADC，其采样速率最高可达1GSPS，在交错模式下最高可达2GSPS。该芯片的主要特点有：支持单路或MUX1：2模式输出。输入信号为峰峰值小于或等于500 mV的差分信号：输出数字信号为LVDS电平方式，且可以通过三线串口配置为二进制式或格雷码式：输人时钟可以为单端或差分PECL／LVDS方式，串联匹配电阻为50欧姆；需要提供的电源有3.3 V模拟电源，3.3 V数字电源，及2.25V的输出驱动电源：封装形式为LQFP144。满功率输入带宽为1.5 GHz(-3 dB)；有很高的信噪比，在1GSPS时误码率仅为10-13；支持三线串口，可对工作方式进行配置。相比于其他ADC芯片，AT84AD001B的功耗更低。每一通道的功耗为0.7W，在休眠模式下功耗可低至120 mW。
2 Flash型ADC的工作原理
AT84AD001B采用Flash型ADC结构。其内部电路结构框图如图1所示。
由于Flash ADC只需一次转换即可得出数据，且比较器是同时工作的，因此模数转换的速度取决于一级比较器的延迟时间以及编码器和辅助电路中逻辑门的延迟时间，其速度极快。
Flash ADC由分压电阻网络、电压比较器阵列、译码逻辑单元和输出锁存器组成。这一种Flash ADC采用大量的比较器和电阻，对于N位分辨率的Flash ADC，其转换器包含2N个电阻和2N-1个电压比较器。参考电压VREF首先被分为2N阶，即VREF／2N，2VREF／2N，3VREF／2N，……(2N-1)VREF／2N，接着将这2N阶参考电压分别加到这些电压比较器的参考端，并将模拟输入电压加到所有电压比较器的输入端。然后由比较器对这两端的电压进行比较。将输入端电压高于参考电压的比较器输出为1，否则输出为0。这2N-1个比较器的输出连同0电势输出再经过译码逻辑便可获得N位二进制数，最后经输出锁存器保存在输出端。Flash ADC的采样时序控制由采样时钟来完成。
3 AT84AD001B的内部结构
AT84AD001B中集成了两路(I和Q)独立的ADC转换器，且具有8bit转换精度，每个通道具有1GSPS的采样率，在交错模式下两路ADC并行采样可以达到2 GSPS的采样率。AT84AD001B内部集成了1：1和1：2的数据多路分离器(DMUX)和LVDS输出缓冲器，可以降低输出数据率，也可以方便地与多种类型的高速FPGA直接相连，以实现高速率的数据缓存及处理。AT84AD001B内部还集成了时钟选择器，可以根据具体需要方便的选择单路时钟或双路时钟来控制采样。AT84AD001B的内部结构如图2所示。
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