虛擬評估——立即開始您的虛擬ADC設計

作者 Christoph K?mmerer ADI公司現場應用工程師

摘要：ADI公司的Virtual Eval模數轉換器仿真工具可簡單仿真不同條件和場景下的不同ADC。

簡介

　　還不熟悉ADC?使用包含多路復用器、PGA、緩沖器、Σ-Δ轉換器、VREF和電源的復雜系統時，是否感到很困惑，不知道從哪里開始?這就是Virtual Eval大展身手的地方。改變ADC模擬輸入、PGA增益、基準電壓源或電源，查看對階躍響應、幅頻特性或轉換器直方圖的影響。該系列第一個成員是AD7124-8虛擬評估板。

1 采用虛擬方式

　　一個設計的整體性能是由該設計中單顆芯片的性能所決定的。盡管產品數據手冊提供了芯片性能的第一手資料方面的第一提示和輸入，但評估板通常被用于更好地了解各個電路的完整設計。它們可直接測試轉換器、放大器和絕緣體等產品。盡管如此，評估板有一個嚴重的缺點。它們需要單獨訂購，還要連接至測量儀器，并且當測試各種不同評估板以查找最佳配置時，整個過程非常耗時且成本高昂。為避免這種復雜情況，ADI公司開發了一款在線工具Virtual Eval，可以讓設計人員使用仿真功能來評估轉換器。此工具無需消耗物料成本，而且還能在設計初選階段節省大量時間。

　　Virtual Eval可訪問ADI公司轉換器數據庫。一方面，這可以準確仿真轉換器的對應環境，另一方面，它可以在不同場景和邊界條件下進行測試。如圖1中，我們使用AD7124模數轉換器(ADC)來解釋工具的不同選項和用法。AD7124是一款24位Σ-Δ轉換器，并且包含了很多診斷功能，如線纜連接或短路的檢測。

　　Virtual Eval的第一步就是讓用戶查看完整的轉換器方框圖(圖1)。直接點擊轉換器對應的內部模塊，就可以設置芯片參數來仿真真實應用場景。例如，被設置的模塊可以是輸入放大器或者多路選擇器?？膳渲媚K還會顯示在屏幕左側的設置中。對于AD7124，其他可配置模塊包括SINC4+1 或者 SINC4的濾波器設置、內部時鐘和基準電壓源。其他一些可以設置的參數包括轉換轉換速率和時序。

　　設置好所有參數后，可以直觀顯示仿真結果并評估轉換器的性能。首先，可以顯示輸入波形(圖2a)。此外，還可以計算輸入信號的快速傅立葉變換(FFT)。直方圖(圖2b)可以使用戶確定統計數據和轉換器精度。

　　其次，Virtual Eval還可顯示信號的頻率響應曲線和時域響應功能(圖3a)。通常來說，被選擇的轉換器需要符合奈奎斯特采樣定律。借助時域響應功能，可以計算最大輸入頻率的確切值，包括安全裕度。時域響應功能的上升時間只能通過選擇合適的ADC轉換率來解決——如果轉換率不足，數據就會丟失。最后，時序圖顯示AD7124的時間響應(圖3b)，允許仿真不同場景，如功耗降低或轉換率提升。

2 結語

　　Virtual Eval模數轉換器仿真工具可簡單仿真不同條件和場景下的不同ADC。這種方法不僅經濟實惠，還能顯著縮短器件選型過程，讓設計人員可以挑選合適的轉換器，不再需要任何評估板和昂貴的測試。一旦選好轉換器，就能在工具的幫助頁面中找到轉換器的相關設計資料——包含數據手冊和詳細信息。不久之后，數據庫將會擴展到集成模塊中，包括，例如帶集成轉換器的AMR傳感器。

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第11期第77頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。