Když dojde na převod, žádejte Easy Drive™ s Flexi-SPI

Elektronické systémy musí často vynikat svou přesností, takže ve své podstatě nebudou vůbec jednoduché. Na vývojáři pak je, aby jednotlivé součástky, které si pečlivě vybral, společně i zapojil. S novinkami od Analogu to bude dávat smysl. Na systémové úrovni, ale i z pohledu autora samotného návrhu.

Blíže k ideálu, ale i vývojáři

Automatizované testy, číslicově řešené řídicí smyčky, lékařská elektronika, seizmologie, výroba polovodičů nebo např. vědecké přístroje – to je pouze krátký výčet aplikací, ve kterých se uplatní nová generace analogově-číslicových převodníků s logem Analog Devices. Výrobce se jimi pochlubil v květnu [1]. Nové struktury s rozlišením 16 až 24 bitů v podobě precizních ADC typu SAR (Successive Approximation Register) zde dostaly za úkol zjednodušit proces finálního návrhu, který v oblasti přístrojové techniky a průmyslových nebo zdravotnických systémů nemusí být jinak vůbec snadný. Výrobci k tomu dopomůže chráněná firemní technologie Easy Drive™ společně s univerzálním rozhraním SPI, přesněji Flexi-SPI. Vedle řešení tradičních komplikací provázejících návrh systému a dotýkajících se přísných požadavků na layout desky, příp. i časování u digitálního rozhraní tak bude možné vybírat z ještě širší nabídky kompatibilních součástek. Zároveň se tím zjednoduší i spojení mezi A/D převodníkem a host procesorem. Trend je tedy zcela jasný a v případě Analogu navíc nepůjde o nic zase tak nového – na stránkách DPS Elektronika od A do Z jsme již dříve psali v [2].

Obr. 1 Dvoukanálový převodník AD4630-24 a AD4030-24 s polovičním počtem vstupů jsou k dispozici již nyní, zatímco další čtyři SAR ADC, začínající již na 16 bitech a 500 ksps, by se měly objevit v průběhu roku [1]

Celý ADC? Až s kapacitami

Jako první zde v rodině celkem šesti vývodově kompatibilních A/D převodníků s postupnou aproximací vystupují 24bitové souběžně vzorkující integrované obvody AD4630-24 se dvěma kanály a maximální rychlostí 2 Msps/kanál [3]. Výrobce zde v rámci teplotního rozsahu od –40 °C až do +125 °C definuje nejvyšší přesnost popsanou parametrem INL, ±0,9 ppm, resp. ±0,1 ppm typ., což ve srovnání s ostatními představuje čtyřnásobně lepší výsledky. Další typické hodnoty poté v Analog Devices ilustrují na SNR (105,7 dB), THD (–127 dB) či NSD (–166 dBFS/Hz).

Novinka kromě toho pamatuje na oddělovací zesilovač – buffer − pro zdroj referenčního napětí, včetně všech klíčových kondenzátorů, a díky jedinému čipu tak umožňuje na desce dosáhnout dvojnásobného zlepšení hustoty. Blokový diagram dvoukanálového systému s 24bitovými SAR ADC zachycuje obr. 2, možný příklad zapojení pak sledujeme na obr. 3. Jedno provedení převodníku AD4630-24 vychází při odběru 1 000 ks zhruba na třicet dolarů, zatímco pouzdro typu CSP-BGA s 64 vývody zde zabere 7 × 7 × 1,72 mm.

Obr. 2 Vnitřní zapojení 24bitového analogově-číslicového převodníku AD4630-24 s postupnou aproximací si velmi dobře „uvědomuje“ i význam dalších nezbytných HW prvků, včetně zdánlivě obyčejných kapacit pro napájení či referenci [3]

Obr. 3 Ilustrace možného buzení novinky od ADI. Abychom „nepohřbili“ odstup SNR a zkreslení THD dosahované s obvody AD4630-24, bude zapotřebí vybrat zesilovač s nízkým vlastním šumem a harmonickým zkreslením, vyhovující požadavkům dané aplikace [3]

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.analog.com/en/about-adi/news-room/press-releases/2022/5-3-2002-adi-new-easy-drive-sar-adcs-simplifydesign-while-delivering-industry-leading-performance.html

[2] Klíčové prvky se převodníkům neberou. Spolu je jim líp, https://www.dps-az.cz/vyvoj/id:55597/klicove-prvky-se-prevodnikumneberou-spolu-je-jim-lip

[3] A/D převodníky AD4630-24, https://www.analog.com/en/products/AD4630-24.html