FEP子卡篇-DAQ9481 FEP 250M ADCDAC数据采集卡
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FEP子卡篇-DAQ9481 FEP 250M ADCDAC数据采集卡
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Rev2018 | 2018-06-01 | 初始版本 |
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DAQ9481 250M数据采集卡
1.1采集模块介绍
1.1.1模块介绍
DAQ2018001模块是米联客推出的一款新型的AD/DA模数采集模块,专门针对高速低功耗领域数据采集应用。
模块AD部分采用ADI公司的AD9481模数转换器:AD9481是一款8位单芯片模数转换器(ADC),专门针对高速和低功耗进行了优化。该产品尺寸小且易于使用,转换速率为250 MSaps,模拟输入范围1Vpp,积分非线性±0.26LSB(典型值),差分非线性±0.35LSB(典型值),在整个工作范围内都具有出色的线性度和动态性能,最高速率下功耗小于450mW。为获得最佳的SFDR性能,模块内置了单端-差分变换电路并在输入端口处提供跟随缓冲电路,输入信号峰峰值不应大于1Vpp,偏置电压在0.7V左右为宜,超出范围采样波形将产生削波失真,严重的可能造成模块损坏。信号输入范围 0.2-1.2V。
模块DA部分采用ADI公司的AD9751数模转换器:AD9751是一款双路复用端口、高速、单通道、10位CMOS DAC,其中集成一个高品质10位TxDAC+内核、一个基准电压源和数字接口电路,25MHz单频输出时无杂散动态范围64dB,满幅输出电流2mA~20mA,采用48引脚小型LQFP封装。转换精度高、速度快、功耗小、成本低。它提供出色的交流和直流性能,同时支持最高300 MSPS的更新速率,最高速率下功耗约150mW。为方便使用,模块内置了电流-电压转换电路将AD9751输出的差分电流信号转换为电压信号方便使用示波器观察,典型的输出信号偏置点在1.6V左右,输出信号峰峰值最高约为2.23V,可直接驱动50Ω负载。
模块CLK部分使用TI公司的低相噪时钟综合与分配器CDCM61004产生3路同相位的250MHz低相噪时钟,分别用于驱动ADC、DAC芯片并通过FEP扩展接口为母板提供一路随路时钟,总周期抖动约500fs,可以满足高速高精度采样要求。
1.1.2模块功能参数
ADC和DAC单独使用,不能将模块的ADC采样数据转给DAC,因为AD9481和AD951输入电压范围不一样。
模数转换(ADC) | |
模块主芯片 | AD9481 |
通道数 | 单通道 |
AD转换位数 | 8位 |
AD转换速率 | 250 MSPS |
温度范围 | -40°C至+85°C(工业温度) |
封装 | TQFP-44 |
数模转换(DAC) | |
模块主芯片 | AD9751 |
通道数 | 单通道 |
AD转换位数 | 10位 |
AD转换速率 | 300 MSPS(板卡上工作在250MSaps) |
温度范围 | -40°C至+85°C(工业温度) |
封装 | 小型LQFP-48 |
模块参数 | |
输入电压 | |
模块PCB层数 | 4层 |
模块接口 | FEPX2,FEP规格60PIN,间距0.8mm |
输入接口 | 2路SMA(用SMA线可以直接连接到示波器) |
模块尺寸 | 50.0(mm)X40.9(mm) |
1.2 模块使用
模块介绍DAQ模块外接引脚定义和模块连接。用户在开发板上使用时,请根据实际情况进行管脚分配。使用米联客开发板用户,请查看对应开发板的ADC模块使用工程文件。
1.2.1 SMC引脚分配
引脚号 | 引脚名称 | 描述 | 备注 |
J1 | J1 | 模拟输入端 | I |
J2 | J2 | 数字输出端 | O |
1.2.2模块FEP排母引脚分配
注1:FEP1A A1~A30
引脚号 | 引脚名称 | 描述 | 备注 |
A1 | +5V_IN | 电源 | |
A2 | GND | 地 | |
A3 | GND | 地 | |
A4 | PEN | 低功耗关断 | I |
A5 | PLL_CE | 使能 | I |
A6 | PLL_nRST | 复位 | I |
A7 | D6A | 数据输出位 6--通道A | O |
A8 | D7A | 数据输出位 7 (MSB)--通道A | O |
A9 | ADC_PD | 省电模式 选择 | O |
A10 | D7B | 数据输出位7 (MSB)--通道B | O |
A11 | D6B | 数据输出位6--通道B | O |
A12 | GND | 地 | |
A13 | D2B | 数据输出位2--通道B | O |
A14 | D3B | 数据输出位3--通道B | O |
A15 | D5B | 数据输出位5--通道B | O |
A16 | D4B | 数据输出位4--通道B | O |
A17 | DAC_RESET | 内部时钟分频器复位 | I |
A18 | DAC_PLL_LOCK | 锁相 | O |
A19 | DAC_P1B9 | 数据输入位9--端口1 | I |
A20 | DAC_P1B8 | 数据输入位8--端口1 | I |
A21 | GND | 地 | |
A22 | DAC_P1B7 | 数据输入位7--端口1 | I |
A23 | DAC_P1B6 | 数据输入位6--端口1 | I |
A24 | DAC_P1B5 | 数据输入位5--端口1 | I |
A25 | DAC_P1B4 | 数据输入位4--端口1 | I |
A26 | DAC_P1B1 | 数据输入位1--端口1 | I |
A27 | DAC_P1B2 | 数据输入位2--端口1 | I |
A28 | DAC_P1B3 | 数据输入位3--端口1 | I |
A29 | DAC_P1B0 | 数据输入位0--端口1 | I |
A30 | GND(TP19) | 地(测试点) |
注2:FEP1A B1~B30
引脚号 | 引脚名称 | 描述 | 备注 |
B1 | +5V_IN (TP18) | 电源(测试点) | |
B2 | GND | 地 | |
B3 | GND | 地 | |
B4 | D5A | 数据输出位 5--通道A | O |
B5 | D4A | 数据输出位 4--通道A | O |
B6 | D3A | 数据输出位 3--通道A | O |
B7 | D2A | 数据输出位 2--通道A | O |
B8 | D1A | 数据输出位 1--通道A | O |
B9 | D0A | 数据输出位 0(LSB)--通道A | O |
B10 | 未使用 | ||
B11 | 未使用 | ||
B12 | GND | 地 | |
B13 | DB0 | 数据输出位 0(LSB)--通道B | O |
B14 | DB1 | 数据输出位 1--通道B | O |
B15 | PLD_CLK_p | 差分输出时钟--p | O |
B16 | PLD_CLK_n | 差分输出时钟--n | O |
B17 | DCO_p | 数据时钟输出-p | O |
B18 | DCO_n | 数据时钟输出-n | O |
B19 | DAC_P2B9 | 数据输入位9--端口2 | I |
B20 | DAC_P2B8 | 数据输入位8--端口2 | I |
B21 | GND | 地 | |
B22 | DAC_P2B6 | 数据输入位6--端口2 | I |
B23 | DAC_P2B7 | 数据输入位7--端口2 | I |
B24 | DAC_P2B5 | 数据输入位5--端口2 | I |
B25 | DAC_P2B4 | 数据输入位4--端口2 | I |
B26 | DAC_P2B1 | 数据输入位1--端口2 | I |
B27 | DAC_P2B3 | 数据输入位3--端口2 | I |
B28 | DAC_P2B2 | 数据输入位2--端口2 | I |
B29 | DAC_P2B0 | 数据输入位0--端口2 | I |
B30 | GND | 地 |
注3:FEP1B C1~C30
引脚号 | 引脚名称 | 备注 |
C1~C30 | 未使用 |
注4:FEP1B D1~D30
引脚号 | 引脚名称 | 备注 |
D1~D30 | 未使用 |
注5:
FEP排母引脚颜色表示连接到模块内部芯片,如下。
颜色 | 描述 |
绿色 | LT1963AES8 |
蓝色 | CDCM61004RHB |
红色 | AD9481BSUZ |
紫色 | AD9751AST |
黑色 | 电源和地 |
1.2.3 FEP子卡安装
开发板板载FEP接口。模块接口可直接与板载FEP接口连接,如下图
1.3模块原理图
1.4 dac_ramp 三角波测试程序
1.4.1 dac_ramp DAC程序测试结果
下载程序后,通过示波器查看DAC输出接口的波形
逻辑分析采集的输出三角波
示波器实际采集波形
1.4.2 loopback程序测试结果
利用波形发生器产生不同频率的波形,ADC采集后然后经过DAC输出,DAC一头接示波器。
ADC采集到的波形,通过在线逻辑分析查看。通过测试,可以发现可以真实还原2.5MHZ的波形
100K信号采集
1M信号采集
5M信号采集
10M信号采集
20M信号采集
DAC输出ADC采集的波形以1MHZ波形图为例
1.4.3 rev_loopback程序测试结果
此程序可以用于客户收到开发板后,回环测试DAQ9841卡是否能够正常工作。用SMA线或者其他方式短接ADC和DAC的输入输出接口。利用在线逻辑分析抓取波形。
DAC输出的波形
ADC采集的波形