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AD9715相关模拟电路的分析和讨论1
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2022-08-08
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2.2 REFIO的增益调制效应需要注意的是,在引脚模式(Pin Mode)下,REFIO具有增益调制的效果 2.2.1 方案一 加装电阻数据手册在COARSE
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AD9715 相关模拟电路的分析和讨论
对于 AD9715 相关模拟电路中的一些问题,我们进行了一些分析、仿真和讨论,具
体的内容如下。
1 数字供电输入端 DVDD、DVDDIO 与电压调整器 LDO
根据数据手册,AD9715 的数字供电输入和模拟供电输入是分开的,数字核心部分
需要 1.8V 的供电电压。
图 1 THEORY OF OPERATION, AD9715 Datasheet Page 32
我们可以用大于 1.8V 的电压,通过 DVDDIO 端口,再经过片上 LDO(Low Dropout
Regulator,直流线性电压调整器),对数字部分进行供电;也可以直接用 1.8V 电压通
过 DVDD 端口进行供电。
图 2 AD9715 数字供电部分电原理图
由电原理图可知,驱动电路是通过前一种方式,也就是用高于 1.8V 的供电电压通
过 DVDDIO 对 AD9715 进行供电的,而且 1.0uF 的旁路电容也已经接到了 DVDD 上。在这
种情况下,我们可以需要启用片上 LDO 对电压进行转换。
图 3 SPI REGISTER DESCRIPTIONS, AD9715 Datasheet Page 36
根据数据手册,LDO 的状态由寄存器 Power-Down(0x01)的 LDOOFF(Bit 7)控
制,在默认状态下为 0,即启用 LDO。因此数字供电输入部分应该可以正常工作。
2 参考电压输入/输出端(REFIO)的讨论
2.1 REFIO 的工作模式
REFIO 端也有两种工作模式,如数据手册中所述:
图 4 PIN CONFIGURATIONS AND FUNCTION DESCRIPTIONS, AD9715 Datasheet Page 11
在外部基准模式下 REFIO 作为外部参考电压的输入端;在内部基准模式下作为 1.0V
参考电压的输出端(需要在 REFIO 和 AVSS 之间接一个 0.1uF 的电容)。
我们希望 REFIO 工作在内部基准模式,因为在外部驱动电路中可能需要用到 1.0V
的参考电压。根据数据手册,REFIO 的工作模式受寄存器 Power-Down(0x01)的
EXTREF(Bit 0)控制,在默认状态下为 0,即内部基准模式,所以不需要做太多调整。
图 5 REFERENCE OPERATION, AD9715 Datasheet Page 43
REFIO 的输出参考电压还受寄存器 Reference Resistor(0x0D)的 RREF[5:0](前 6
bit)控制,具体设置如下:
图 6 SPI REGISTER DESCRIPTIONS, AD9715 Datasheet Page 38
默认状态下 RREF[5:0]=00000,输出参考电压为 1.0V,符合我们的要求。
2.2 REFIO 的增益调制效应
需要注意的是,在引脚模式(Pin Mode)下,REFIO 具有增益调制的效果。Pin
Mode 是 AD9715 的一种较为简单的工作模式,在这种模式下,我们不用通过 SPI 总线读
写寄存器,只需要操控 4 个引脚上的信号,就可以控制 AD9715,这会使固件和驱动的
设计更加简单。因此我们希望让 AD9715 工作在 Pin Mode 下,但这就必须要考虑到
REFIO 的增益调整效应。
REFIO 的增益调制效应是指,在 REFIO 引脚上拉电流或灌电流,会使模拟电流输出
端(IOUTP、IOUTN、QOUTP、QOUTN)的满标电流
xOUTFS
I
发生变化,也就是会影响输
出电压的大小。
图 7 PIN MODE, AD9715 Datasheet Page 34
数据手册中没有明确给出 REFIO 端拉电流、灌电流的大小和满标输出电流之间的关
系,只是说明这种调整的范围为
25%±
。
如果我们要在输出驱动电路中使用 REFIO 产生的参考电压,就需要考虑到这可能在
REFIO 端口产生拉电流或灌电流的效应,进而影响输出的模拟电流和模拟电压,引入噪
声。为了避免这种情况,可能有下述两种解决方案。
2.2.1 方案一 加装
10
k
W
电阻
数据手册在 COARSE GAIN ADJUSTMENT 一节中,对 REFIO 的增益调制效应给出了进
一步解释。
图 8 COARSE GAIN ADJUSTMENT Option 4, AD9715 Datasheet Page 46
它指出,REFIO 端口上注入的噪声可能对输出产生增益调整效应,因此需要把一部
分串联电阻(至少
10
k
W
)安装到这个管脚上。
按照我的理解,加装
10
k
W
电阻可以减少 REFIO 管脚上拉电流和灌电流的大小,进
而减小增益调制效应。但是不确定这种方法会不会产生其他副作用。
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宏馨
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