基于AD7266的多路2Ms/s同步采样A/D模块的设计

　　0 引言

　　数据采集系统广泛应用于雷达、通讯、图像、军工以及医疗、化工等领域，具有重要的应用价值。近年来，高速数据采集芯片(ADC)的快速发展，为用户设计带来了方便。选用AD公司的数据采集芯片AD7266，设计出一个具有四路一组的高速同步采样及多组2Msps的采样率的数据采集系统。

　　1 AD7266芯片介绍

　　1.1 AD7266概述

　　AD7266芯片集成有两个独立的高速12位连续逼近A/D转换单元、吞吐量为2Msps、低功耗，单电源工作2.7～5.25V。在每个D/A前有三复用开关可组成三路差分或六路单端信号输入;采样保持放大器为带宽10MHz的低噪声电路。

　　应用先进技术设计的AD7266在吞吐量时功耗非常低，电源5V吞吐量2MSPS时最大电流4mA。当工作在休眠模式下芯片提供有电源/吞吐量节能管理功能，为电池供电提供了节能方案。模拟信号输入范围可选择0～Vref或2Vref，输出码为二进制原码或补码。芯片内有2.5V参考源亦可外接100mV～2.5V的参考信号。AD7266的封装有LFCSP和TQFP两种。

　　1.2 AD7266的技术特性

　　AD7266为双12位3通道ADC芯片;其最高吞吐量为2Msps;供电电源为2.7～5.25V;低功耗：在1.5Msps吞吐量电源3v时最大12mW;在2Msps吞吐量电源5V时最大30mW：宽输入带宽10MHz;100kHz输入信号时70dB的SNR;片内参考2.5V;工作温度-40～+125℃;灵活的电源/吞吐量管理;同步转换/读;无管道延时;高速串行接口兼容SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP;关闭模式最大电流1 μA。其芯片内部组成见图1。

　　1.3 AD7266引脚说明

　　AD7266芯片的引脚说明

　　2 设计原理

　　模块主要实现多路数据采样功能，主要用两片AD7266构成24路单端或12路差分输入，其中有四路可同时采样。外围逻辑及接口控制由CPLD、DSP或单片机构成，A/D输出的串行数据变为并行后送入RAM或FIFO缓存。硬件结构框图如图2所示。

　　3 实现方法

　　3.1 输入模拟信号预处理

　　输入模拟信号主要有以下几种：0～5V、0～10V、0～±5V、0～±10V、0～20mA、4～20mA等。AD7266的最大输入电压范围为0～2×VREF即0～5V，电压信号0～5V可用，其它信号需调理变换为0～5V。电流信号用250 Ω电阻取样变为电压信号后供AD7266转换用。电路中两片AD72 66可根据输入信号是单端或差分分别进行设置，设置过程见图3。

　　图3中通过单端/差分控制信号SGL/DIFF*来实现对单端或差分输入方式的控制，其中SGL/DIFF*高电平为单端输入，SGIdDIFF*低电平为差分输入;CS*下降沿有效。设计中通过控制单端/差分控制信号SGL/DIFF*实现不同输入方式与不同输入范围，具体实现输出二进制码情况见表2所示。