тактирование высокоскоростного АЦП, как организовать? Опции

[shide_3]

коллеги нужна помощь, может кто поделится опытом. задача вроде бы весьма стандартная. требуется использовать АЦП с LVDS- выходом (планирую ad9613), частоту хочу взять примерно 200 МГц. вот дальше у меня затык: как организовать тактирование АЦП? от PLL FPGA категорически не советуется по причине высокого джиттера (желательно чтоб он был не более 200 fs), какие еще варианты? думал взять синтезатор AD9524 , но почитав его даташит, мягко сказать припух, слишком сложен в освоении, программинге и отзывы про него в этом форуме были не очень. есть серия микрух наподобие ad9510, но они не фильтруют джиттер, а только распределяют тактовую. кто бы что посоветовал? хотябы пару слов...
благодарен за любую информацию

Сообщение отредактировал shide_3 - Dec 2 2012, 13:52

[soldat_shveyk]

Уважаемый Alias, назовите марку АЦП, для которого вы привели спектры сигнала.
Я работаю с ADS8485, и назрела необходимость увеличить частоту дискретизации с 200 до 240 МГц.
Ваши спектры мне понравились

[Alias]

Уважаемый Alias, назовите марку АЦП, для которого вы привели спектры сигнала.
Я работаю с ADS8485, и назрела необходимость увеличить частоту дискретизации с 200 до 240 МГц.
Ваши спектры мне понравились

AD9467
Но дело не только в марке АЦП, а в совокупности параметров - схема тактирования, топология платы, схемотехника входного тракта, качество тестового сигнала - всё оказывает влияние. Кстати, наилучшие характеристики AD9467 показывает именно на 250MSPS, на 200MSPS параметры деградируют. Я объясняю это наличием неотключаемой схемы стабилизации клока внутри чипа. И на более низких частотах входных сигналов (10,7 21,4МГц) он показывает существенно (на 5-10дБ) меньший SFDR чем АЦП типа LTC2207....

Вот кстати шум генератора VXCO 250МГц в петле с опорой 10МГц. Это решение позволяет понизить шум вблизи несущей на 10-20дБ. Иногда это требуется, например для узкополосного DDC.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[shide_3]

AD9467
Но дело не только в марке АЦП, а в совокупности параметров - схема тактирования, топология платы, схемотехника входного тракта, качество тестового сигнала - всё оказывает влияние. Кстати, наилучшие характеристики AD9467 показывает именно на 250MSPS, на 200MSPS параметры деградируют. Я объясняю это наличием неотключаемой схемы стабилизации клока внутри чипа. И на более низких частотах входных сигналов (10,7 21,4МГц) он показывает существенно (на 5-10дБ) меньший SFDR чем АЦП типа LTC2207....

Вот кстати шум генератора VXCO 250МГц в петле с опорой 10МГц. Это решение позволяет понизить шум вблизи несущей на 10-20дБ. Иногда это требуется, например для узкополосного DDC.

то есть получается, этот АЦП нормально кушает 1 ps RMS джиттер? и clock клинеры выходит по сути не нужны?
еще можно вопрос, у Вас есть опыт использования AD9467. как Вы программировали регистры устройства по SPI? микроконтроллер? софт писали сами для прошивки?
у Texas Instruments как то всё дружественнее, прилагается софт для программирования девайса.
вопрос теоретического плана, касаемо выбора АЦП: есть АЦП Texas Instruments, к ним прилагается софт для программинга внутренних регистров, но у них, что меня смущает, нелинейность сравнительно выше (раз в 10 у AD меньше), насколько это критично, если дифференциальная нелинейность у AD 0,3 LSB, а у TI около 3 LSB?

[Alias]

то есть получается, этот АЦП нормально кушает 1 ps RMS джиттер? и clock клинеры выходит по сути не нужны?
еще можно вопрос, у Вас есть опыт использования AD9467. как Вы программировали регистры устройства по SPI? микроконтроллер? софт писали сами для прошивки?
у Texas Instruments как то всё дружественнее, прилагается софт для программирования девайса.
вопрос теоретического плана, касаемо выбора АЦП: есть АЦП Texas Instruments, к ним прилагается софт для программинга внутренних регистров, но у них, что меня смущает, нелинейность сравнительно выше (раз в 10 у AD меньше), насколько это критично, если дифференциальная нелинейность у AD 0,3 LSB, а у TI около 3 LSB?

Насчёт джиттера такта и его влияния на SNR и SFDR ближней зоны написано много и повторяться не буду. А вот насчёт параметров рандомизованного и детерминированного джиттера тактовых генераторов скажу одно: каждый генератор надо пробовать - заказывать образцы и испытывать самому. На многие генераторы реально полученные результаты сильно отличаются и в худшую, и в лучшую сторону. Поэтому для меня параметры в описании - лишь ориентир для заказа образцов. 1ps конечно много, но - надо смотреть реальный шум, а не DataSheet.
Дифференциальная нелинейность в 3 емр означает пропуск кодов, я считаю для АЦП высокой разрядности диффнелинейность важнейшим параметром, влияющим на SFDR особенно при работе с малыми уровнями сигналов (недогрузка шкалы преобразования). AD делают АЦП лучше TI по параметрам, хотя в общем они проигрывают по потреблению (это оценочное суждение, фанатам TI не беспокоиться!).
Программируем по SPI сами, так как включаем в поставочный комплект драйверы устройства.

[shide_3]

Насчёт джиттера такта и его влияния на SNR и SFDR ближней зоны написано много и повторяться не буду. А вот насчёт параметров рандомизованного и детерминированного джиттера тактовых генераторов скажу одно: каждый генератор надо пробовать - заказывать образцы и испытывать самому. На многие генераторы реально полученные результаты сильно отличаются и в худшую, и в лучшую сторону. Поэтому для меня параметры в описании - лишь ориентир для заказа образцов. 1ps конечно много, но - надо смотреть реальный шум, а не DataSheet.
Дифференциальная нелинейность в 3 емр означает пропуск кодов, я считаю для АЦП высокой разрядности диффнелинейность важнейшим параметром, влияющим на SFDR особенно при работе с малыми уровнями сигналов (недогрузка шкалы преобразования). AD делают АЦП лучше TI по параметрам, хотя в общем они проигрывают по потреблению (это оценочное суждение, фанатам TI не беспокоиться!).
Программируем по SPI сами, так как включаем в поставочный комплект драйверы устройства.

а как можно снять спектр, нужен прибор-анализатор?

[Alias]

а как можно снять спектр, нужен прибор-анализатор?

Не прибор, а программа. Главное - получить выборку отсчётов. Затем наложить оконную функцию и взять FFT. Матлаб, маткад... Для ленивых - на сайте insys.ru есть бесплатная программа ISVI. С её помощью можно проанализировать спектр и получить характеристики АЦП имея файл отсчётов в бинарном формате.

[_Anatoliy]

Не прибор, а программа. Главное - получить выборку отсчётов. Затем наложить оконную функцию и взять FFT. Матлаб, маткад... Для ленивых - на сайте insys.ru есть бесплатная программа ISVI. С её помощью можно проанализировать спектр и получить характеристики АЦП имея файл отсчётов в бинарном формате.

А какой формат бинарника? Первым идёт старший или младший байт?Или там по 3 байта?

[Alias]

А какой формат бинарника? Первым идёт старший или младший байт?Или там по 3 байта?

Для АЦП разрядностью 10 -16 бит два байта на отсчёт (если одноканальный), в старшем байте данные старшего байта АЦП.


Запрошенные rloc спектры на входной 201МГц - лови! Один в стучае внешнего тактирования 250МГц, другой - при внутреннем (Si571). Для внутреннего заметен клёш фазовых шумов вблизи.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[shide_3]

Запрошенные rloc спектры на входной 201МГц - лови! Один в стучае внешнего тактирования 250МГц, другой - при внутреннем (Si571). Для внутреннего заметен клёш фазовых шумов вблизи.

это значит, что Вы на вход подавали 49 МГц? при чем тогда 201 Мгц?

Сообщение отредактировал shide_3 - Dec 11 2012, 10:18

[Alias]

это значит, что Вы на вход подавали 49 МГц? при чем тогда 201 Мгц?

250-201=49(МГц). Вторая зона Найквиста.

To erloc:
По поводу шума при внешнем тактировании: думаю, что если подавать такт не так, как я сделал (а я взял один из парафазных выходов SMA100A и подал на вход внешнего тактирования субмодуля), надо было через транс просуммировать оба выхода - тогда шумы опустились бы на пару децибел.

Конечно, чистый синус нормального такого уровня через транс на тактовый вход АЦП - это лучшее с точки зрения минимизации шумов решение. Но вот функциональность такого решения с точки зрения коммутации с разных источников такта и раздачи на много АЦП - никакая. Поэтому PECL и применяем....

[rloc]

По поводу шума при внешнем тактировании: думаю, что если подавать такт не так, как я сделал (а я взял один из парафазных выходов SMA100A и подал на вход внешнего тактирования субмодуля), надо было через транс просуммировать оба выхода - тогда шумы опустились бы на пару децибел.

Есть возможность измерить этот парафазный выход? Нигде не могу по нему информации найти.

Простой расчет. Предположим система тактирования имеет бОльше шумов, чем входной аналоговый сигнал. Тогда измеренное значение SNR есть не что иное, как SNR тактового сигнала. Воспользовавшись известной формулой

получаем при clk = 250 МГц (Fanalog заменил на Fclk) и SNR = 65 дБ джиттер = 360 фс. Ну добавим к SNR пару дБ - джиттер упадет до 280 фс. Далеко не предел мечтаний.

[Alias]

Есть возможность измерить этот парафазный выход? Нигде не могу по нему информации найти.

Частоту интересующую скажи - измерю.