8位高速ad转换器tlc5510的应用

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1、８位高速A/D转换器TLC5510的应用·日期：2007-01-0914:38   摘要：TLC5510是美国德州仪器（TI）公司生产的８位半闪速结构模数转换器，它采用CMOS工艺制造，可提供最小２０Msps的采样率。可广泛用于数字ＴＶ、医学图像、视频会议、高速数据转换以及ＱＡＭ解调器等方面。文中介绍了TLC5510的性能指标、引脚功能、内部结构和操作时序，给出了TLC5510的应用线路设计和参考电压的配置方法。   关键词：高速ＡＤ转换；数据采集；TLC5510１　概述ＴＬＣ５５１０是美国ＴＩ公司生产的新型模数转换器件（ＡＤＣ），它是一种采用ＣＭ

2、ＯＳ工艺制造的８位高阻抗并行Ａ／Ｄ芯片，能提供的最小采样率为２０ＭＳＰＳ。由于ＴＬＣ５５１０采用了半闪速结构及ＣＭＯＳ工艺，因而大大减少了器件中比较器的数量，而且在高速转换的同时能够保持较低的功耗。在推荐工作条件下，ＴＬＣ５５１０的功耗仅为１３０ｍＷ。由于ＴＬＣ５５１０不仅具有高速的Ａ／Ｄ转换功能，而且还带有内部采样保持电路，从而大大简化了外围电路的设计；同时，由于其内部带有了标准分压电阻，因而可以从＋５Ｖ的电源获得２Ｖ满刻度的基准电压。ＴＬＣ５５１０可应用于数字ＴＶ、医学图像、视频会议、高速数据转换以及ＱＡＭ解调器等方面。２　内部结构、引脚说明及

3、工作原理２．１ＴＬＣ５５１０的引脚说明ＴＬＣ５５１０为２４引脚、ＰＳＯＰ表贴封装形式（ＮＳ）。其引脚排列如图１所示。各引脚功能如下：ＡＧＮＤ：模拟信号地；ＡＮＡＬＯＧＩＮ：模拟信号输入端；ＣＬＫ：时钟输入端；·ＤＧＮＤ：数字信号地；Ｄ１～Ｄ８：数据输出端口。Ｄ１为数据最低位，Ｄ８为最高位；ＯＥ：输出使能端。当ＯＥ为低时，Ｄ１～Ｄ８数据有效，当ＯＥ为高时，Ｄ１～Ｄ８为高阻抗；ＶＤＤＡ：模拟电路工作电源；ＶＤＤＤ：数字电路工作电源；ＲＥＦＴＳ：内部参考电压引出端之一，当使用内部电压分压器产生额定的２Ｖ基准电压时，此端短路至ＲＥＦＴ端；ＲＥＦＴ：参考电压

4、引出端之二；ＲＥＦＢ：参考电压引出端之三；ＲＥＦＢＳ：内部参考电压引出端之四，当使用内部电压基准器产生额定的２Ｖ基准电压时，此端短路至ＲＥＦＢ端。图2图3   ２．２ＴＬＣ５５１０的内部结构及工作过程ＴＬＣ５５１０的内部结构如图２所示。由图中可以看出：ＴＬＣ５５１０模数转换器内含时钟发生器、内部基准电压分压器、１套高４位采样比较器、编码器、锁存器、２套低４位采样比较器、编码器和１个低４位锁存器等电路。ＴＬＣ５５１０的外部时钟信号ＣＬＫ通过其内部的时钟发生器可产生３路内部时钟，以驱动３组采样比较器。基准电压分压器则可用来为这３组比较器提供基准电压。输

5、出Ａ／Ｄ信号的高４位由高４位编码器直接提供，而低４位的采样数据则由两个低４位的编码器交替提供。ＴＬＣ５５１０的工作时序见图３。时钟信号ＣＬＫ在每一个下降沿采集模拟输入信号。第Ｎ次采集的数据经过２．５个时钟周期的延迟之后，将送到内部数据总线上。 ３　在线阵ＣＣＤ数据系统中的应用图４为ＴＬＣ５５１０的典型外接电路。图中的ＦＢ１～ＦＢ３为高频磁珠，模拟供电电源ＡＶＤＤ经ＦＢ１～ＦＢ３为三部分模拟电路提供工作电流，以获得更好的高频去耦效果。笔者研制的该线阵ＣＣＤ数据采集系统主要由时序发生器、ＣＣＤ驱动电路、视频信号预处理电路及ＡＤＣ、数据存储器、ＰＣ机等组

6、成。ＴＬＣ５５１０的高速、内带采样保持电路等特点使其更利于该设计。ＴＬＣ５５１０的主要作用是将ＣＣＤ输出的高速模拟视频信号转换为与其模拟幅值相对应的８位数字视频信号。图５是笔者设计的视频信号Ａ／Ｄ转换器ＴＬＣ５５１０的外围电路。ＴＬＣ５５１０可使用外部和内部两种基准电压连接方法。其中外部基准电压从引脚ＲＥＦＴ和ＲＥＦＢ接入，并应满足：ＶＲＥＦＢ＋２Ｖ≤ＶＲＥＦ≤ＶＤＤＡ０≤ＶＲＥＦＢ≤ＶＲＥＦＢ－２Ｖ２Ｖ≤ＶＲＥＦＴ－ＶＲＥＦＢ≤５Ｖ对于从零电平开始的正极性模拟输入电压，ＲＥＦＢ应当连接到模拟地ＡＧＮＤ。ＶＲＥＦＴ的范围为２Ｖ～５Ｖ。如果要简化电路

7、，可利用ＴＬＣ５５１０的内部分压电阻从模拟电源电压ＶＤＤＡ上取得基准电压。在本设计中，ＣＣＤ输出的模拟视频信号经过反相、滤波、放大之后即为从零电平开始的正极性模拟电压信号。因此，为了简化电路并同时满足设计要求，笔者选用了ＴＬＣ５５１０的内部基准方式，同时，因为ＣＣＤ视频信号是２Ｖ基准，所以，根据ＴＬＣ５５１０的自身的特点，在设计过程中，笔者将ＲＥＦＢＳ端与ＡＧＮＤ，而将ＲＥＦＴＳ与ＶＤＤＡ端相连，同时将ＲＥＦＢＳ短接至ＲＥＦＢ端，ＲＥＦＴＳ短接至ＲＥＦＴ端来获得２Ｖ基准电压。图5视频信号A/D转换外围电路图４　结束语在对ＴＬＣ５５１０模数转换器及其

8、在线阵ＣＣＤ数据采集系统的应用设计中，笔者通过实验总结出如下经验：（１）为了减少系统噪声，外部模拟和数字电路应当分离，并应