400mhz高速数据采集系统的设计与实现91956

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1、维普资讯http://www.cqvip.com也乩技2004年第4期RESEARCH&DEVEL研o究M与=E开N发T文章编号：1001—893X(2004)04—0121—04400MHz高速数据采集系统的设计与实现邹林，汪学刚(电子科技大学电子工程学院，四川成都610054)摘要：介绍了一种用ECL逻辑和兀L逻辑器件构成的高速数据采集系统，采样频率为4OOMHz。系统实现简单，工作稳定。对系统进行的性能测试表明其有效位数为6位以上。满足实际应用的需要，适用于高速数字信号处理领域。关键词：雷达；高速数据采集系统；模数转换器；信噪比；有效位数中图

2、分类号：TN957；TN919文献标识码：ADesignandReafizationofa400MHzHigh——speedDataAcquisitionSystemZOULin，WANGXue—g帆g(ElectronicEngineeringSchool，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina。Chengdu610054，China)Abstract：Thispaperdescribesahigh—speeddataacquisitionsystemcomposedofECLlogic

3、and，I-ILlog-icdevices，whichCallsampleandstoredatawith400MHzclock．Thissystemcallbeaccomplishedeasilyandworkstably．TheperformancetestresultsshowthattheENOBismorethan6bits，whichsatisfiestheappficafionrequirement．ThesystemCallfindapplicationsinthefieldofhigh—speeddigitalsignalproc

4、ess—ing．Keywords：Radar；High—speeddataacquisitionsystem；A／Dconverter(ADC)；SNR；ENOB设计来获得性能优良的高速数据采集系统一直是工一程设计中追求的目标。本文介绍的8位高速A／D、引言由于采用数字化方式对信号进行处理具有灵活变换数据采集系统是为采集超宽带雷达信号而设计多样和稳定可靠等特点，在雷达、通信等应用领域，的。采样频率为400MHz，缓存容量32kbyte，整个越来越多的电子系统使用数字信号处理系统，同时系统动态有效位数在6位以上。作为一种设计简单原来在视频上进行数字化

5、的信号已经慢慢转变成在而又实用的高速数据采集系统，可应用于雷达、通中频甚至射频上就直接进行数字化，这对数据采集信、电子仪器等信号处理领域。系统提出了更高的要求，推动了高速数据采集系统的发展。但通用型高速采集系统产品价格昂贵，自二、系统设计与实现主开发又多受限于A／D器件使用的复杂性及高速1．A／D变换器件的选择电路布线的困难性，难以得到很好的性能，因而，寻找一种使用方便的D转换器、通过简单的电路高速数据采集系统的核心器件就是A／D器件。·收稿日期：2004—03—20·121·维普资讯http://www.cqvip.com国讥技2004年第4期R

6、ESEARCH&DEVEL研o究PM与E开N发T对于一个实用系统，A／D转换器件的选择，除了需同先直接锁存PECL逻辑电平的数据、再进行要考虑转换速率和量化位数以外，还有和缓存电路PECL／TYL电平转换的方案相比，图1中的方案经接口是否方便、价格、功耗等问题。由于转换速率过了两次电平转换，似乎在逻辑上更复杂一些。但400MHz以上的A／D转换器件采样输出有ECL和在实际工程中，PECL逻辑锁存器可选种类极少，并PECL两种逻辑电平，PECL逻辑不需要负电源，且且PECL／rlTL转换器单片的数据位数少，相同的数器件功耗较小，所以我们选择的范围限定

7、在输出逻据总线需用更多的器件，造成了系统器件密度大，印辑电平为PECL的A／D器件。再根据所要求的系制板布线复杂。相比之下，我们选用的方案实现性统采样频率为400MHz，量化位数8位，我们选用了更强。由于ECL逻辑器件比较丰富，选择范围较MAXIM公司的MAX106。该器件以flash方式工作。广，并且器件数据位数较多，有对ECL电平输入进特性能满足我们要求达到的400MSPS的性能，有行锁存、输出直接转换为TTL的9bit器件，因而仅效位数7．6位也能满足系统设计要求，内部提供的需4片这种锁存转换器件就可以将MAX106的输出参考电压保证了参考电

8、路的精确性，3种可选的输分为4路。整个系统器件密度很低，布线简单。出模式降低了对缓存电路工作速度的要求。根据器采样时钟通过