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作者 Christoph Kämmerer ADI公司现场应用工程师

摘要：ADI公司的Virtual Eval模数转换器仿真工具可简单仿真不同条件和场景下的不同ADC。

简介

　　还不熟悉ADC?使用包含多路复用器、PGA、缓冲器、Σ-Δ转换器、VREF和电源的复杂系统时，是否感到很困惑，不知道从哪里开始?这就是Virtual Eval大展身手的地方。改变ADC模拟输入、PGA增益、基准电压源或电源，查看对阶跃响应、幅频特性或转换器直方图的影响。该系列第一个成员是AD7124-8虚拟评估板。

1 采用虚拟方式

　　一个设计的整体性能是由该设计中单颗芯片的性能所决定的。尽管产品数据手册提供了芯片性能的第一手资料方面的第一提示和输入，但评估板通常被用于更好地了解各个电路的完整设计。它们可直接测试转换器、放大器和绝缘体等产品。尽管如此，评估板有一个严重的缺点。它们需要单独订购，还要连接至测量仪器，并且当测试各种不同评估板以查找最佳配置时，整个过程非常耗时且成本高昂。为避免这种复杂情况，ADI公司开发了一款在线工具Virtual Eval，可以让设计人员使用仿真功能来评估转换器。此工具无需消耗物料成本，而且还能在设计初选阶段节省大量时间。

　　Virtual Eval可访问ADI公司转换器数据库。一方面，这可以准确仿真转换器的对应环境，另一方面，它可以在不同场景和边界条件下进行测试。如图1中，我们使用AD7124模数转换器(ADC)来解释工具的不同选项和用法。AD7124是一款24位Σ-Δ转换器，并且包含了很多诊断功能，如线缆连接或短路的检测。

　　Virtual Eval的第一步就是让用户查看完整的转换器方框图(图1)。直接点击转换器对应的内部模块，就可以设置芯片参数来仿真真实应用场景。例如，被设置的模块可以是输入放大器或者多路选择器。可配置模块还会显示在屏幕左侧的设置中。对于AD7124，其他可配置模块包括SINC4+1 或者 SINC4的滤波器设置、内部时钟和基准电压源。其他一些可以设置的参数包括转换转换速率和时序。

　　设置好所有参数后，可以直观显示仿真结果并评估转换器的性能。首先，可以显示输入波形(图2a)。此外，还可以计算输入信号的快速傅立叶变换(FFT)。直方图(图2b)可以使用户确定统计数据和转换器精度。

　　其次，Virtual Eval还可显示信号的频率响应曲线和时域响应功能(图3a)。通常来说，被选择的转换器需要符合奈奎斯特采样定律。借助时域响应功能，可以计算最大输入频率的确切值，包括安全裕度。时域响应功能的上升时间只能通过选择合适的ADC转换率来解决——如果转换率不足，数据就会丢失。最后，时序图显示AD7124的时间响应(图3b)，允许仿真不同场景，如功耗降低或转换率提升。

2 结语

　　Virtual Eval模数转换器仿真工具可简单仿真不同条件和场景下的不同ADC。这种方法不仅经济实惠，还能显著缩短器件选型过程，让设计人员可以挑选合适的转换器，不再需要任何评估板和昂贵的测试。一旦选好转换器，就能在工具的帮助页面中找到转换器的相关设计资料——包含数据手册和详细信息。不久之后，数据库将会扩展到集成模块中，包括，例如带集成转换器的AMR传感器。

　　本文来源于必威娱乐平台 2017年第11期第77页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。

关键词： ADC 仿真工具 虚拟 设计 201711