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《数据采集与处理技术_实验二_实验数据》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、电孑科披丈学实验指导书基于AD9481的高速数据釆集系统实验二••…ADC量化与显示原理实验一.实验目的1了解数据采集中ADC外围电路基本原理，重点：采样时钟、数据输出与数据同步时钟、参考电压等；2学习ADC量化数值和显示对应关系；3了解ADC输入电压与量化数字结果的关系。二.实验任务1.学习AD9481的基本原理，了解高速数据采集系统的基本设计原理。2了解8bit波形数据在320*240分辨率LCD上显示方法。3.验证ADC输入电压与量化数字结果的对应关系。三.实验设备1.信号源普源精电DG4162-台/EE1462；2•测控技术及嵌入式实验平台PG1000一台；四.实验
2、原理1AD9481的基本原理及外围电路AD9481是ADI公司的8bit,250MSPS的高速比较型ADC,主要特点如下：1、DNL=±O.35bit、INL=±O.26bit,性能优越;2、单电源3.3V供电，供电电路简单；3、最高250MSPS,439mW低功耗功耗;4>lVp-p模拟输入范围；5、内部1.0V参考电压，无需外部参考电路；6、单端或差分模拟输入，方便实际应用；7、多路分相数据CMOS电平输出，易与后级逻辑电路接收。AD9481内部功能框图如图1所示，内部电路包括参考电压电路、采样保持电路、时钟管理模块、8-B1T流水线式高速ADC核、以及分相数据输出端口
3、。VREFSENSED7ATODOAVIN+VIN-DS+D7BTODOBDS-CLK+DCO+CLK-DCO-AGNDDRGNDDRVDDAVDDPDWN图1AD9481内部功能框图模拟信号通过VIN+和VIN-输入，采样吋钟通过CLK+和CLK-输入，VREF和SENSE为参考电压控制端口，AD9481即可以通过外部输入参考电压，也可以用内部参考电压，通过外部的连接相应的电阻到SENSE,可以调节参考电压的大小。转换的数据分别通过A端口，和B端口分相输出，同步时钟分别是DCO+和DCO-。DS+和DS-用于进行数据同步时钟的复位控制。转换数据的输出时序见图2。PORTB
4、STATICINVALIDDCO*DCO-STATICINVALID图2AD9481转换数据输出时序图AD9481外围电路较为简单，如图3所示，本电路采用单端信号输入，输出信号SIG_IN送至VIN+,VIN-接0.luF电容到GND；采样时钟采用LVDS差分信号输入，在CLKV-输入端需要接100欧姆的端接电阻。参考电压VREF外部分别接10uF和0.luF电容，用于滤波（滤除噪声）。输出端口A、B的8bit数据及输出同步时钟，分别送至后级的FPGA,实现高速数据的缓冲接收。1GNDrsj—OluSIG-INA0.CIAL.CH2AD2.CLKPA02-CLKNavwav
5、x・vh*A&eiAVW5SJ10AD2.DBI7：0)D2BQ3BS5gREAD9481SP.N二口丄一GND【08CCO-{=>IIyy1901B33V.Dy1(MACQA0?A33121AQ2.CLK0UTP
6、A02,CLKQUlPr—A02-DAI?^»
7、-L.GNOAD2-OAIOIyAD2.0AU]力AD乙DAI2】/"乙DAI引,厶02_D匕」£丨/AD2.DA⑸/]>AO2.DAI7)>图3AD9481外围电路原理图AD9481输出的高速数据送至FPGA中进行接收和存储，然后通过并行接口被处理模块访问，并处理送显示。采集板实物照片如图4所示，其中包括线性稳
8、压电源IC,SPI接口的FLASH用于配置FPGA,50MHz晶振输入到FPGA中,给整个系统提供时钟，其中ADC采样时钟250MHz是通过FPGA中的时钟单元将50MHz的时钟倍频产牛。SPI'、SNIAi/tiForJFor•4•tIMOAM>图4AD9481采集模块实物照片电源纹波是影响数据采集系统的重要干扰源，所以降低电源纹波，减小电源噪声的干扰是非常重要的。现在开关电源由于其效率高，发热小，已经广泛的应用到电子系统中，但其提供的电源纹波通常较大，一般典型值是50mVpp,为降低其电源纹波，可以增加线性稳压电源LD0,纹波典型值为lOmVppoADC电源输入分为模拟
9、电源和数字电源，分别是AVDD和DVDD；对于AVDD的输入电源需要采用低纹波的线性稳压电源来供电；而对于DVDD主要用于ADC数字部分电路供电，纹波可以适当放宽。AD9481参考电压为lVp-p,即将lVp-p量化分为256个等级，量化编码输出与输入模拟电压对应表如图5所示。需要说明的是共模输入电压约为1.8V,这里的+0.512V和-0.512V是指(VIN+)-(VIN-)之差，Code(VIN+)-(VIN-)OffsetBinary255>+0.512V11111111255+0.512V11111111
