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12 位并行模/数转换芯片 AD1674 及其应用
作者:中国空空导弹研究院 杜 鹏 来源:《国外电子元器件》
摘要:AD1674 是美国 AD 公司推出的一种 12 位带并行微机接口的逐次逼近型模/ 数转换芯片.文中简要介绍了该芯片的性能特点,内部结构,工作时序以及在某新 型国产机载武器系统中的应用,并给出了由 AD1674T 和 ADSP2100 微处理器共同 构成的数据采集处理系统的原理框图. 关键词:并行微机接口 逐次逼近 数据采集处理 AD1674
1 概述 AD1674 是美国 AD 公司推出的一种完整的 12 位并 行模/数转换单片集成电路.该芯片内部自带采样保持器 (SHA),10 伏基准电压源,时钟源以及可和微处理器 总线直接接口的暂存/三态输出缓冲器. 与原有同系列的 AD574A/674A 相比,AD1674 的内 部结构更加紧凑,集成度更高,工作性能(尤其是高低 温稳定性)也更好,而且可以使设计板面积大大减小, 因而可降低成本并提高系统的可靠性.笔者在研制某新 型国产机载武器系统中采用了 M 级 AD1674T,它可实 时地采集各传感器的模拟参量,以进行快速,精确的数 据转换并传给 CPU 进行处理,从而有效地控制整个武器 系统的打击精度. AD1674 的基本特点和参数如下: ●带有内部采样保持的完全 12 位逐次逼近(SAR)型模/数转换器; ●采样频率为 100kHz; ●转换时间为 10s; ●具有±1/2LSB 的积分非线性(INL)以及 12 位无漏码的差 分非线性(DNL); ●满量程校准误差为 0.125%; ●内有+10V 基准电源,也可使用外部基准源; ●四种单极或双极电压输入范围分别为±5V,±10V,0V～ 10V 和 0V～20V; ●数据可并行输出,采用 8/12 位可选微处理器总线接口; ●内部带有防静电保护装置(ESD),放电耐压值可达
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4000V; ●采用双电源供电:模拟部分为±12V/±15V,数字部分为+5V; ●使用温度范围: AD1674J/K 为 0℃～70℃(C 级); AD1674A/B 为-40℃～85℃(I 级); AD1674T 为-55℃～+125℃(M 级). ●采用 28 脚密封陶瓷 DIP 或 SOIC 封装形式. ●功耗低,仅为 385mW.
2 内部结构及引脚说明 图 1 所示为 AD1674 的内部结构框图,图 2 所示为其引脚排列. AD1674 的引脚按功能可分为逻辑控制端口,并行数据输出端口,模拟信号输入端口和电源端口四 种类型. (1)逻辑控制端口 12/8:数据输出位选择输入端.当该端输入为低时,数据输出为双 8 位字节;当该端输入为高时, 数据输出为单 12 位字节. CS:片选信号输入端; R/C:读/转换状态输入端.在完全控制模式下, 输入为高时为读状态;输入为低时为转换状态;在独 立工作模式下,在输入信号的下降沿时开始转换. CE:操作使能端;输入为高时,芯片开始进行读 /转换操作. A0:位寻址/短周期转换选择输入端.在转换开 始时,若 A0 为低,则进行 12 位数据转换;若 A0 为
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高,则进行周期更短的 8 位数据转换;当 R/C=1 且 12/8=0 时,若 A0 为低,则在高 8 位(DB4～DB11) 作数据输出;若 A0 为高,则在 DB0～DB3 和 DB8～DB11 作数据输出,而 DB4～DB7 置零. STS:转换状态输出端.输出为高时表明转换正在进行;输出为低时表明转换结束. (2)并行数据输出端口 DB11～DB8:在 12 位输出格式下,输出数据的高 4 位;在 8 位输出格式下,A0 为低时也可输出数 据的高 4 位. (3)模拟信号输入端口 10VIN:10V 范围输入端,包括 0V～10V 单极输入或±5V 双极输入; 20VIN:20V 范围输入端,包括 0V～20V 单极输入或±10V 双极输入; 应当注意的是:如果已选择了其中一种作为输入范围,则另一种不得再连接合作. (4)供电电源端口 REF IN:基准电压输入端,在 10V 基 准电源上接 50 电阻后连于此端; REF OUT:+10V 基准电压输出端; BIP OFF:双极电压偏移量调整端,该 端在双极输入时可通过 50 电阻与 REF OUT 端相连;在单极输入时接模拟地.图 3 给出了 AD1674 在单极和双极输入时的两 种连接电路. VCC:+12V/+15V 模拟供电输入; VEE:-12V/-15V 模拟供电输入; VLOGIC:+5V 逻辑供电输入; AGND/DGND:模拟/数字接地端; 表 1 给出了 AD1674 的逻辑控制真值表. 表 1 AD1674 控制逻辑真值表

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