【Altera SoC体验之旅】高速数据采集之ADC（3）

chenzhufly

【Altera SoC体验之旅】高速数据采集之ADC（3） [复制链接]

 

作者：chenzhufly  QQ：36886052

1、  硬件环境

     硬件平台：Embest SoC --LarkBoard

     软件平台：开发板-linux-3.10.31

                     Quartus 14.0

2、信号链深入剖析

     原本只打算简单的介绍一下AD9628，然后用FPGA控制，采集到数据就完事了，哪知水太深，还需进一步的深入分析，方能更加清晰的明白整个数据信号链的组成，理清楚数据的来龙去脉。

    1）浅谈AD9628的默认配置

         AD9628这个控制器是可以通过SPI 接口来配置操作模式或者一些特殊功能，我在测试的过程中并没有进行配置，使用的是芯片的默认配置，那么都是那些功能呢？刚开始的时候也疏忽了，还是需要静下心来认真阅读啊

1. The AD9628 serial port interface (SPI) allows the user to configure
   
2. the converter for specific functions or operations through a
   
3. structured register space provided inside the ADC

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      具体spi控制寄存器的详细描述可见AD9628数据手册的36页，以下是我摘录的一些主要参数：

• 采样率为105MSPS, 芯片型号AD9268-105
  

1. The AD9628 is a monolithic, dual-channel, 1.8 V supply, 12-bit,
   
2. 125 MSPS/105 MSPS analog-to-digital converter (ADC). It
   
3. features a high performance sample-and-hold circuit and onchip voltage reference.

复制代码

• 模拟电压的输入范围，这点很重要，慢慢向下看
  

• 时钟：默认时钟分频系数为1
  

• 输出模式：默认输出接口为CMOS，而不是LVDS，一开始我也理解错了；编码格式为offset binary
  

• 参考电压：固定参考电压为1.0V
  

这个地方是有些疑问的，默认配置是2.0Vp-p，实际用示波器测量是1.0V

• SENSE接地，固定使用内部参考电压，也就是1.0V
  

• 数据的编码格式，offset binary
  

这样通过VIN+和VIN-我们就可以计算出它的编码，并且可以和实际的测量值进行比较。这时候我们不得不研究一下前级放大电路。

    2）前级放大干了什么，模拟信号的前世今生

    从实际的电路中可以看出，进入AD9628的信号是进过前级放大电路ADL5562的，它在电路中起了什么样的作用，对后续的ADC到底产生了什么影响呢？

实际的ADL5562电路就是按照参考电路设计的：

注意：这依然是差分输入，和单独输入还是不一样的，有兴趣的详见数据手册第15页。

这个电路的增益是多少呢？选择R1=R2=40.2欧姆的时候增益为15.5db，相当于信号放大6倍。

注意：这个地方可以通过修改实际电路中电阻，改变整个链路的增益，可以设置为6db（2倍），12db（4倍）

从这个电路可以看出，原始信号进入ADL5562后被放大6倍，然后一差分信号的方式输出给下一级AD9268

由于VIN-接地，那么VIN+的原始电压输入范围为  -0.3/6V

3、测试数据

初步的试验结果，配置AFG3252如下：

高电平配置的有些不合适，要不然可以计算一下实际测量值是否正确，明天看看可有时间补测一下。

• 低电平的数据：
  

• 高电平的数据：电压设置太高，肯定超过了
  

• 数据频率：
  

singtap的采样率设置的是100M，可以数一数高电平大概维持了50个采样点，100M/（50*2）=1Mhz

• 抓出的模拟波形：
  

波形有畸变，原因不明，直观感觉和硬件电路有关，用示波器测量时候发现，ADC前级输入的信号已经发生畸变，在这就不深究了。

4、总结

1） 看数据手册太累了，这部分最好由开发板厂商来说清楚，而实际上他们提供的入门指南确实有些简陋；

2） 信号采集部分也就打算整理到这个程度了，后面还有很多工作需要做，就不在这个地方过多的停留；

3） 欢迎大家批评指正，一起学习，共同进步。

zgbkdlm

zgbkdlm

加个FIFO,进到HPS里面处理~~

白丁

柱斑给力啊

不足论

楼主，ADC芯片是有量程的，即位宽限制，你不能满偏输出，你不必纠结于于过程，而应该关注结果，你可以尝试验证信号的链路是否是正确的，比如发送信号然后接受该信号，并进行判断是否一致，最好做个DDS然后FFT分析吧。而且，你这里错了，你后面很难排错

574433742

有点厉害。。。。

chenzhufly

不足论 发表于 2015-4-11 00:27
楼主，ADC芯片是有量程的，即位宽限制，你不能满偏输出，你不必纠结于于过程，而应该关注结果，你可以尝试验证信号的链路是否是正确的，比如发送信号然后接受该信号，并进行判断是否一致，最好做个DDS然后FFT分析吧。而且，你这里错了，你后面很难排错

暂时这个地方不是重点哦，目前重点是需要把整个流程搞通畅，正确性以后再说了

相对来说，ADC采样还是容易一点

chenzhufly

不足论 发表于 2015-4-11 00:27
楼主，ADC芯片是有量程的，即位宽限制，你不能满偏输出，你不必纠结于于过程，而应该关注结果，你可以尝试验证信号的链路是否是正确的，比如发送信号然后接受该信号，并进行判断是否一致，最好做个DDS然后FFT分析吧。而且，你这里错了，你后面很难排错

当然FFT已经验证过了，频率检测是正确的

coyoo

示波器测到1V是因为阻抗不匹配，2V变1V了

coyoo

我需要看FFT处理方案，哈哈