Blog dell'azienda Fornire la scheda di valutazione dell'acquisizione dati TI: scheda di valutazione ADC, scheda di valutazione DAC

Fornire la scheda di valutazione dell'acquisizione dati TI: scheda di valutazione ADC, scheda di valutazione DAC

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I. Scheda di valutazione ADC di TI: la piattaforma di test principale per l'acquisizione precisa del segnale analogico

Il modulo di valutazione ADC (EVM) di TI è una scheda circuitale standardizzata appositamente progettata per valutare le prestazioni dei diversi dispositivi ADC di TI. Integra il chip ADC, la gestione dell'alimentazione, le interfacce di ingresso/uscita del segnale, i circuiti di clock e le interfacce di debug. Ciò elimina la necessità di complessi circuiti periferici, consentendo test rapidi delle prestazioni dei dispositivi ADC e aiutando gli ingegneri a determinare rapidamente se il dispositivo soddisfa i requisiti del progetto.

1. Posizionamento principale e filosofia di progettazione

Il valore fondamentale del comitato di valutazione dell'ADC risiede nella "convalida rapida e test precisi". Guidata da questo principio, TI aderisce a tre principi di progettazione: standardizzazione, elevata compatibilità e facilità d'uso. La scheda integra tutti i circuiti di supporto essenziali per il normale funzionamento dell'ADC, inclusi clock di campionamento esterni, sorgenti di tensione di riferimento e circuiti di condizionamento front-end analogici. Dispone inoltre di interfacce standard per l'integrazione flessibile con apparecchiature di test come generatori di segnali, oscilloscopi e schede di sviluppo FPGA, adattandosi a diversi scenari di test. Che si tratti di convalida delle prestazioni di laboratorio o di sviluppo di prototipi in fase iniziale, gli ingegneri possono utilizzare rapidamente la scheda di valutazione ADC per abbreviare i cicli di sviluppo del prodotto.

2. Modelli rappresentativi e caratteristiche principali

Le schede di valutazione ADC di TI coprono diversi tipi di dispositivi ADC, inclusi ADC con registro ad approssimazione successiva (SAR), ADC Delta-Sigma (Δ-Σ) e ADC ad alta velocità. Diversi modelli corrispondono a parametri prestazionali distinti, rispondendo a diversi requisiti applicativi. Di seguito sono riportati diversi modelli rappresentativi e le loro caratteristiche principali:

ADS9813EVM/ADS9817EVM: schede di valutazione ADC SAR multicanale ad alta precisione

Queste schede di valutazione valutano rispettivamente le prestazioni degli ADC SAR ADS9813 e ADS9817. Entrambi sono dispositivi economici a 8 canali con risoluzione a 18 bit e 2 MSPS per canale, che integrano un front-end analogico e una tensione di riferimento ADC. Sono adatti per scenari di acquisizione dati a velocità medio-bassa e ad alta precisione. Le caratteristiche principali includono:

- Configurazione hardware completa che comprende tutti i circuiti di supporto necessari per ADS9813/ADS9817. Fornisce opzioni di clock di campionamento esterno e tensione di riferimento ADC; per impostazione predefinita è un riferimento interno di 4,096 V ma può essere configurato per l'ingresso di riferimento esterno per soddisfare requisiti di prestazioni di deriva più elevati;

- Supporta configurazioni di ingresso sia single-ended che differenziali. Ciascun canale ADC è dotato di due connettori di ingresso SMA, con il connettore di ingresso negativo che può essere cortocircuitato a GND tramite un ponticello. Questo design flessibile si adatta a vari tipi di segnali di ingresso, supportando intervalli di tensione di ingresso compresi ±12V e ±10V;

- Compatibile con la scheda di acquisizione dati TSWDC155EVM (venduta separatamente), comunicante con un computer tramite interfaccia USB. Se abbinato al software di valutazione TI, consente l'acquisizione di dati, l'analisi degli istogrammi, l'analisi dello spettro e le funzioni di analisi lineare;

- Presenta un connettore FMC standard sul lato inferiore del PCB per la connessione a schede di sviluppo FPGA standard, espandendo gli scenari di test. Adatto per applicazioni di acquisizione dati ad alta precisione e a velocità medio-bassa in campi di misurazione e controllo industriale, strumentazione e campi simili.

ADC12DJ3200EVMCVAL: scheda di valutazione ADC di livello spaziale ad alta velocità

Questa scheda di valutazione è progettata specificamente per valutare l'ADC ad alta velocità ADC12DJ3200 QML-SP. Essendo un prodotto di livello spaziale, questo dispositivo offre resistenza alle radiazioni ed è adatto per applicazioni di fascia alta nei settori aerospaziale, della difesa e simili. Le caratteristiche principali includono:

- Specifiche ad alte prestazioni: risoluzione a 12 bit che supporta frequenze di campionamento 4GSPS a doppio canale o 8GSPS a canale singolo, dotato di un'interfaccia JESD204B per la trasmissione dati ad alta velocità;

- Configurazione hardware premium: balun integrato su scheda per ingresso analogico accoppiato CA. Orologio proveniente tramite la soluzione TI integrata o esternamente. Incorpora il pulitore jitter del clock a bassissimo rumore LMK04832 per garantire la stabilità del segnale durante il campionamento ad alta velocità;

- La gestione completa dell'alimentazione utilizza un'alimentazione a 12 V CC, che incorpora più regolatori di tensione resistenti alle radiazioni, tra cui TPS50601A-SP e TPS7A4501-SP per soddisfare i requisiti di alimentazione di livello spaziale;

- Dispone di un connettore FMC riservato per l'interfacciamento con schede di acquisizione dati TI o schede di sviluppo FPGA di terze parti, consentendo l'adattamento a scenari di acquisizione dati di fascia alta e ad alta velocità come comunicazioni radar e satellitari.

3. Supporto hardware e software

Progettazione dell'hardware

La progettazione hardware della scheda di valutazione ADC di TI dà priorità alla praticità dei test e alla stabilità delle prestazioni. I componenti principali includono: chip ADC, moduli di gestione dell'alimentazione (che incorporano regolatori di tensione e circuiti di filtraggio dell'alimentazione; alcuni modelli di fascia alta utilizzano regolatori a basso rumore e resistenti alle radiazioni), moduli di clock (che forniscono clock di campionamento stabili con commutazione flessibile del clock interno/esterno) ed eliminatori di jitter del clock (inclusi in alcuni modelli). Inoltre, è dotato di moduli di condizionamento del segnale (filtraggio front-end analogico, condizionamento del guadagno, circuiti di conversione single-ended/differenziale) e moduli di interfaccia (connettori di ingresso SMA, porte di debug USB). sorgenti di clock esterne, con alcuni modelli che integrano la rimozione del jitter del clock), moduli di condizionamento del segnale (filtraggio front-end analogico, condizionamento del guadagno, circuiti di conversione single-ended/differenziale) e moduli di interfaccia (connettori di ingresso SMA, porte di debug USB, connettori FMC, punti di test). I modelli selezionati presentano aree riservate dei componenti 0402 per l'aggiunta di reti di filtri passa-basso del primo ordine per ottimizzare ulteriormente la qualità del segnale.

Supporto software

TI fornisce un software di valutazione (GUI) dedicato per ciascuna scheda di valutazione ADC, supportando i sistemi operativi tradizionali, incluso Windows 10 a 64 bit. Le funzionalità principali comprendono: configurazione dei parametri del dispositivo (frequenza di campionamento, guadagno, intervallo di ingresso, ecc.), acquisizione e visualizzazione dei dati in tempo reale, archiviazione ed esportazione dei dati, analisi metrica delle prestazioni (calcolo di fattori di qualità come SNR e THD, insieme all'analisi dell'istogramma e dello spettro). Inoltre, supporta lo sviluppo secondario utilizzando linguaggi di programmazione come Python, MATLAB e LabVIEW, consentendo agli ingegneri di personalizzare le soluzioni di test in base a requisiti specifici. Alcuni modelli consentono il controllo del dispositivo e lo scambio di dati tramite interfacce SPI.

4. Scenari applicativi tipici

Le schede di valutazione ADC di TI trovano ampia applicazione in scenari che richiedono l'acquisizione di segnali analogici e la convalida delle prestazioni, tra cui: misurazione e controllo di processi industriali (verifica di segnali analogici come temperatura, pressione e flusso); apparecchiature mediche (acquisizione del segnale ECG/EEG, test dei parametri fisiologici ad alta precisione); strumentazione di test (calibrazione e verifica delle prestazioni dell'ADC per oscilloscopi, multimetri, ecc.); aerospaziale e della difesa (acquisizione di segnali radar ad alta velocità, convalida della conversione dei dati di apparecchiature di livello spaziale); elettronica automobilistica (acquisizione del segnale dei sensori del veicolo, ad esempio sensori di pressione dei pneumatici e consumo di carburante) e misurazioni di rilevamento ad alta precisione (bilance elettroniche, test con estensimetri, ecc.).

II. Scheda di valutazione TI DAC: una piattaforma di test critica per un'efficiente ricostruzione del segnale digitale

A complemento della scheda di valutazione ADC di TI, questa piattaforma di test standardizzata è progettata specificamente per valutare le prestazioni dei diversi dispositivi DAC di TI. Integra chip DAC, gestione dell'alimentazione, interfacce digitali, condizionamento dell'uscita analogica e circuiti di clock, consentendo una rapida conversione dei segnali digitali in segnali analogici. Ciò facilita la verifica dei parametri prestazionali critici come l'accuratezza dell'uscita, la linearità e il rumore, consentendo agli ingegneri di accelerare la selezione dei dispositivi e l'integrazione del sistema.

1. Posizionamento principale e filosofia di progettazione

Il valore fondamentale del comitato di valutazione del DAC risiede nella "conversione efficiente e nella convalida precisa". Il design di TI dà priorità a "compatibilità, flessibilità e facilità d'uso". La scheda integra tutti i circuiti periferici necessari per il normale funzionamento del DAC, eliminando la necessità di ulteriori interfacce digitali o progettazione di circuiti di uscita analogici, consentendo test rapidi delle prestazioni dei dispositivi DAC. Inoltre, vengono fornite interfacce standard per l'integrazione flessibile con schede di sviluppo FPGA, analizzatori di segnali, oscilloscopi e altre apparecchiature, adattandosi a diversi scenari di test. Ciò consente agli ingegneri di convalidare rapidamente i risultati della conversione da digitale ad analogico, abbreviando così i cicli di sviluppo del progetto.

2. Modelli rappresentativi e caratteristiche principali

Le schede di valutazione DAC di TI coprono diversi tipi di dispositivi DAC, comprese varianti ad alta precisione a bassa velocità e ad alta risoluzione ad alta velocità, nonché DAC intelligenti e DAC ad alta velocità. Soddisfano diversi requisiti di potenza e frequenza per le uscite analogiche. I principali modelli rappresentativi e le loro caratteristiche principali sono descritti di seguito:

DAC3283EVM: scheda di valutazione DAC a doppio canale ad alta velocità

Questa scheda di valutazione valuta il dispositivo DAC ad alta velocità DAC3283. Dotato di due canali, risoluzione a 16 bit e frequenza di campionamento di 800 MSPS con elevata linearità, è adatto per applicazioni di generazione di segnali ad alta frequenza. Le caratteristiche principali includono:

- Eccezionali prestazioni ad alta velocità che supportano input dati DDR LVDS da 8 byte, con filtro di interpolazione 1x/4x integrato che offre una linearità eccezionale in scenari di output ad alta e media frequenza;

- Chip complementari integrati, incluso il generatore di clock/pulitore di jitter CDCE62005 che fornisce un clock stabile per il DAC, insieme al modulatore di quadratura TRF3704 (da 50 MHz a 6 GHz) in grado di convertire i segnali di uscita I/Q del DAC in segnali RF reali, consentendo la valutazione di soluzioni complete di trasmettitori RF;

- Altamente compatibile, utilizzabile con TSW1400EVM tramite una porta LVDS da 1,25 Gbps per la ricezione del pattern di test; il chip dell'orologio integrato consente la sincronizzazione tra TSW1400EVM e DAC3283EVM;

- Dotato di una scheda adattatore FMC-DAC per la connessione a schede di sviluppo FPGA con interfaccia FMC standard (come le ultime schede di valutazione FPGA di Xilinx), espandendo gli scenari di test per applicazioni di generazione di segnali ad alta frequenza in sistemi di comunicazione, radar e strumentazione di test.

DAC38RF82EVM: scheda di valutazione DAC PLL ad altissima velocità

Progettati specificatamente per la valutazione della serie DAC38RF82/83/85/93 di DAC ad alta velocità, questi dispositivi raggiungono frequenze di campionamento fino a 9GSPS con alta risoluzione e basso rumore di fase, rendendoli adatti per scenari di generazione di segnali RF di fascia alta. Le caratteristiche principali includono:

- Specifiche ad alte prestazioni che supportano risoluzione a 14 bit a doppio canale, frequenze di campionamento fino a 9GSPS, interpolazione integrata 1x-24x e PLL integrati da 6GHz/9GHz per semplificare la generazione del clock di sistema;

- Configurazione hardware premium: trasformatore di impedenza 2:1 integrato che fornisce uscite differenziali accoppiate in CA per la conversione da bilanciato a sbilanciato. I regolatori integrati a basso rumore (ad esempio, LP5907, TPS7A8101) garantiscono la stabilità del segnale di uscita;

- Eccezionalmente facile da usare, compatibile con il modulo di valutazione TSW14J56EVM. Utilizza un'interfaccia software intuitiva per controllare il DAC e il chip orologio LMK04828 integrato tramite interfaccia SPI per la configurazione e il test dei parametri;

- Dispone di un connettore FMC standard per l'integrazione con schede di sviluppo FPGA di terze parti, adatto per applicazioni di generazione di segnali RF ad altissima velocità in radar, comunicazioni satellitari e strumentazione di test di fascia alta.

3. Supporto hardware e software

Progettazione dell'hardware

La progettazione hardware della scheda di valutazione TI DAC è incentrata sulla "precisione del ripristino del segnale" e sulla "comodità del test". I componenti hardware principali includono: il chip DAC; un modulo di gestione dell'alimentazione (che integra un regolatore a basso rumore e un circuito di filtraggio dell'alimentazione, con modelli di fascia alta che utilizzano una soluzione di alimentazione ad alta precisione); un modulo clock (che fornisce un clock di conversione stabile, con alcuni modelli che integrano un PLL e un pulitore di jitter del clock); un modulo di interfaccia digitale (che supporta SPI, I2C, LVDS, JESD204 e altre interfacce digitali per velocità dati variabili), un modulo di condizionamento dell'uscita analogica (circuiti di filtraggio, amplificazione, adattamento di impedenza; alcuni modelli integrano modulatori per l'uscita del segnale RF) e un modulo di interfaccia (connettori di uscita SMA, porta di debug USB, connettori FMC, punti di test).

Supporto software

TI fornisce un software di valutazione (GUI) dedicato per le schede di valutazione DAC, compatibile con i sistemi operativi tradizionali. Le funzionalità principali includono: configurazione dei parametri DAC (velocità di conversione, intervallo di uscita, fattore di interpolazione, ecc.), generazione di sorgenti di segnale digitale (forme d'onda personalizzate, forme d'onda standard come onde sinusoidali e quadre), visualizzazione e monitoraggio della forma d'onda in tempo reale, analisi metrica delle prestazioni (linearità, rumore, distorsione armonica, ecc.). Inoltre, supporta l'integrazione con schede di sviluppo FPGA, consentendo l'invio di segnali digitali personalizzati tramite FPGA per convalidare le prestazioni di conversione DAC. Alcuni modelli supportano lo sviluppo secondario, facilitando soluzioni di test personalizzate.

4. Scenari applicativi tipici

Le schede di valutazione TI DAC sono ampiamente utilizzate in scenari che richiedono la conversione del segnale da digitale ad analogico, tra cui:

Sistemi di comunicazione (generazione di segnali RF, ricostruzione di segnali in banda base, ad esempio 5G, comunicazioni satellitari)

Strumentazione di test (generatori di segnali, verifica dell'uscita del segnale analogico per apparecchiature di calibrazione) Controllo industriale (generazione di segnale di controllo analogico per inverter e servosistemi), apparecchiature mediche (uscita di segnale analogico per dispositivi a ultrasuoni e monitor paziente, ad esempio segnali di eccitazione della forma d'onda), aerospaziale e difesa (generazione di segnale radar, uscita di segnale analogico per sistemi di guida missilistica), gestione dell'alimentazione (generazione di riferimento di tensione, verifica del segnale di regolazione della potenza) ed elettronica automobilistica (uscita di segnale analogico per display e sistemi audio di bordo).

III. Caratteristiche comuni delle schede di valutazione ADC e DAC

- Design standardizzato: entrambi adottano l'architettura della scheda di valutazione standardizzata di TI, integrando tutti i circuiti periferici necessari per il normale funzionamento del dispositivo. Sono pronti all'uso, eliminando la necessità di complessi circuiti aggiuntivi e riducendo significativamente le soglie di test.

- Supporto software e hardware completo: entrambi includono il software di valutazione ufficiale (GUI) di TI che supporta la configurazione dei parametri, i test in tempo reale, l'acquisizione e l'analisi dei dati. Le interfacce standard sono riservate all'integrazione flessibile con apparecchiature di test e schede di sviluppo FPGA, consentendo lo sviluppo secondario;

- Elevata compatibilità e flessibilità: compatibile con più dispositivi ADC/DAC TI all'interno della stessa serie. La valutazione delle prestazioni di vari modelli può essere ottenuta attraverso la semplice sostituzione del dispositivo o la configurazione dei parametri. Il design dell'interfaccia è compatibile con le apparecchiature di test tradizionali;

- Accelerazione dei cicli di ricerca e sviluppo: fornisce agli ingegneri una piattaforma unica per la selezione rapida dei componenti, la convalida delle prestazioni e lo sviluppo del prototipo, abbreviando i tempi di ricerca e sviluppo dalla selezione del dispositivo all'integrazione del sistema e mitigando al tempo stesso i rischi di progettazione;

- Ottimizzazione hardware professionale: incorpora elementi di progettazione hardware a basso rumore e ad alta stabilità come sorgenti di riferimento ad alta precisione, regolatori di tensione a basso rumore ed eliminatori di jitter del clock per garantire l'accuratezza dei risultati dei test.