Имеется монохромная КМОП матрица 1280х1024 . Необходимо состыковать ее с ПЛИС. Матрица имеет три вывода для формирования изображения: цифровые выходы для строчного и кадрового синхроимпульса и аналоговый выход OUT, содержащий информацию о степени освещенности каждой ячейки матрицы. Также матрица имеет цифровой вход для частоты тактирования CLK (до 50 МГц). Скорее всего сигнал на аналоговом выходе OUT меняется синхронно с частотой CLK. Выход OUT представляет собой NMOS транзистор с открытым истоком, диапазон выходного сигнала от 0,5 В до 2 В.

Проблема состоит в том как состыковать аналоговый выход OUT с ПЛИС. Поскольку сигнал на OUT скорее всего изменяется с частотой CLK, то для АЦ-преобразования понадобится High Speed ADC, кроме того, наверняка понадобится согласующий усилитель на высокочастотных ОУ.

Критерии для выбора АЦП:
- для отображения монохромного изображения достаточно 8 битного АЦП (255 градаций серого);
- частота дискретизации АЦП должна быть больше 50 МГц, соответственно скорость АЦП должна быть выше 50 MSPS (если не ошибаюсь);
- количество каналов АЦ-преобразования желательно побольше (4 или 8) но если будет один тоже терпимо, важно что выход OUT недифференциальный, поэтому АЦП должен уметь работать с недифференциальными сигналами.
- поскольку везде требуется скорость работы, то АЦП лучше выбрать с параллельным выходом LVTTL/LVCMOS;
- работа внутренней логики АЦП от 3,3 В (чтобы не использовать всякие level translators, а соединить с плис напрямую);
- питание АЦП 2,5 В или 3,3 В или 5 В.

Хотелось бы конечно обойтись без согласующего усилителя, но вряд ли найдется АЦП с диапазоном входного сигнала от 0,5 В до 2 В, чаще от 0 В. Если использовать согласующий усилитель, то для него понадобится двухполярное питание (а усложнять схему не хочется), тогда получится сделать диапазон сигнала от 0 В.

Помогите в выборе комплектующих. Желательно чтобы без использования согласующего усилителя.

Понравились AD9059 и AD9057 от аналоговых девиц. Только вот с ними не избежать согласующего усилителя и входной сигнал придется подгонять под опорное напряжение 2,5 В.

а кто это нынче делает столь малопиксельные КМОПы (а не ПЗС) с аналоговым выходом?

Отечество

на готовые АЦП для ПЗС ещё поглядеть можно, вроде ADDI7100, AD9945. самую малость подороже, зато запас по разрядности и на предусителе сэкономить можно. хотя возможно сигнал наоборот поделить придётся до стандартных 1 вольта.
а пол вольта смещения можно и в цифре убрать потом, особенно если оцифровано с 12, а не 8 разрядами.

ну или ADC08060, у него опорное напряжение задаётся и верхнее (2В) и нижнее (0.5В), то есть дополнительно с сигналом делать ничего не надо.

Интересный вариант. Наверно не лишним будет подать сигнал сначала на повторитель, а затем уже на АЦП.
Смущает вот эта характеристика в даташите:





Будут ли совместимы цифровые выводы АЦП с ПЛИС (LVTTL).

надо смотреть что за выход у сенсора, но скорее всего и без буфера можно.
УВХ там дёргает 1пФ ёмкости, которую надо за 1.5нс задержки УВХ зарядить до 2В, то есть 1.5мА тока. а если почитать внимательнее как там УВХ переключается, возможно там ёмкость надо заряжать полпериода 60МГц = 7.5нс, тогда входной ток вообще 250мкА.
думаю не особо это много для выхода сенсора.


читайте внимательнее,
это при цифровом питании 2.7В, причём 2.4В - во всём диапазоне температур от -40 до +85.

Нашел еще кое что о выходе матрицы (сенсора) OUT. Особенность: от 1 до 2 кОм на GNDA Cн<10пФ. Это о чем нибудь Вам говорит?

Похоже этот АЦП можно подключить к ПЛИС напрямую.

Ну так и попросить у производителя схему и чертеж платы...
Это же нормально.. Какие в этом проблемы?

не особенно, это больше похоже на характеристи нагрузки при которых его тестировали.
выходное сопротивление сенсора должно быть достаточно небольшим (не больше килоома) чтобы за 7.5нс зарядить сэмплирующую ёмкость в 1пФ.
но раз он способен работать на 1кОм и 10пФ, проблем быть не должно.

а сам сенсор, его название и даташит слишком известны секретны чтобы его тут назвать?

Шеф сказал коммерческая тайна. Дал визитку с именем гражданина Н. (якобы изобретателя данной штуковины) который молчит как партизан. А я даже не знаю как эта матрица обозначается. Есть только таблица с описанием выводов. И в интернете бесплатной информации почти 0.

Это нормально для импортных комплектующих.

ну тогда остаётся только пожелать здоровья вам, удачи и хорошего настроения держитесь там.

хотя если АЦП выбираете какой попало, не из перечня электрорадиоизделий, кто мешает сенсор нормальный взять?

Начальник.
А Вы работали с рекомендованным Вами АЦП ADC08060 "в железе"? Возможно ли использовать делитель на 3-х резисторах для формирования опорных напряжений 0,5 В и 2 В (с учетом значения Reference Ladder Current 7,3 мА) из напряжения питания АЦП 3,3 В? В даташите так:


А я предлагаю так:

Правда в этом случае можно не угадать с номиналами резисторов. Например, по моей схеме с учетом Reference Ladder Current 7,3 мА, расчётное значение сопротивления Reference Ladder Resistance составляет 205,5 Ом, а по даташиту оно равно 220 Ом (Typical). Или вместо R2 поставить переменник.

конкретно с этот АЦП не использовал,
но впринципе делать на опору с входным сопротивлением 200Ом резистивный делитель - идея не самая лучшая, для 8ми бит возможно и хватит, особенно если абсолютное значение и смещение не важно.
например там входной ток опоры от температуры меняется в два раза, от 5 до 10мА, то есть грубо говоря 5мА на на 120С или 40мкА/C = 4мВ/C, на 100Омах.
на следующей же картинке в даташите буфер на опору дорисован.

Давно не занимался этой темой, но вроде же ещё есть специализированные АЦП со встроенными ОУ и тп., например, AD9928BBCZ-60, AD9978A, LM98620, LM98725.