與500ksps以上的ADC通信非常困難。在SPI通信中添加另一個變量（如電平轉換器或隔離器）需要對時序以及修改硬件和固件有更多的了解。本應用筆記討論了如何使用電平轉換器或隔離器實現(xiàn)所需的動態(tài)性能。

介紹

MAX11905為20位、全差分SAR模數(shù)轉換器（ADC），采樣速率為1.6Msps。設計時 一塊帶有MAX11905的電路板，一個要求是測試不同范圍的V。奧夫德，1.5V至3.6V。MAX11905評估板采用MAX14935隔離器，工作速率為150Msps，兩端支持1.71V至5.5V I/O轉換。集成 ADC和主板之間的隔離器并不像連接所有I/O信號那么簡單。在本應用筆記中， 我們將討論如何實現(xiàn)所需的動態(tài)性能。

設計和測試（一般情況）

在一般情況下，圖1中的設計工作在低采樣速率下，這意味著SPI SCLK在1MHz以下很慢。為此 在這種情況下，主器件以75MHz SCLK運行，以實現(xiàn)1.6Msps。MAX14935具有37.7ns的典型傳播延遲 對于 tPLH和 37.9ns 對于 t菲爾.當MAX11905準備返回數(shù)據(jù)時，信號已通過隔離器兩次， 被75.4ns至75.8ns的典型傳播延遲所關閉。在處理高速和高分辨率時，每個 納秒開始變得至關重要。

圖1.ADC與隔離器的數(shù)字通信電路（一般情況）。

在測試圖1電路時，數(shù)據(jù)不能超過±262，143個計數(shù)，正負峰值 在MAX11905輸入端施加滿量程正弦波。圖2為使用MAX11905采集的數(shù)據(jù) 評估板軟件。預期數(shù)據(jù)應該接近 ±524，287 計數(shù)。由于隔離器的延遲，MSB 的數(shù)據(jù)丟失，只能捕獲 19 位數(shù)據(jù)而不是 20 位。缺失位影響了 動態(tài)性能顯著。MAX11905的額定SNR為98.1dB。圖3顯示信噪比僅為35.9dB。怎么樣 他的問題解決了？

圖2.一般情況的數(shù)據(jù)捕獲。

圖3.ADC與隔離器的數(shù)字通信FFT（一般情況）。

設計和測試（高速案例）

為了便于比較，圖4稱為高速情況。另一個隔離器MAX14936（同系列器件， 但不同方向的 I/O 數(shù)量不同），被引入系統(tǒng)。請注意 SCLK 的副本 在MAX11905和MAX14935之間，通過MAX14936路由回主器件。有了SCLK的副本， 消除了延遲，D外數(shù)據(jù)使用正確的 SCLK 邊沿計時。我們不僅推出新硬件，而且 該設計還需要調整固件以接收返回的SCLK。主設備需要使用 SCLK 的副本 以存儲數(shù)據(jù)。要記住的另一個注意事項是將返回的SCLK和DOUT放在同一個隔離器上。它不是 保證MAX14935/6傳播延遲在不同器件之間相同。

圖4.ADC與隔離器的數(shù)字通信電路（高速外殼）。

圖5顯示了兩個隔離器和一個返回SCLK的性能。動態(tài)性能更接近 預計適用于MAX11905。

圖5.ADC與隔離器的數(shù)字通信FFT（高速外殼）。

表 1.動態(tài)性能

結論

使用MAX11905等帶隔離器/電平轉換器的器件設計高速、高分辨率ADC時， 始終將帶有 DOUT 的 SCLK 副本返回給主設備。將此設計應用于所有高速、高分辨率ADC 并實現(xiàn)所需的動態(tài)性能。這樣做可以節(jié)省創(chuàng)建新硬件和固件的時間和金錢。

審核編輯：郭婷