Vierkanaliges 24 Bit Datenerfassungssystem mit Abtastraten von 156 kSample/s

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TRACO ELECTRONIC GMBH

ISH Ingenieursozietät GmbH

Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

Analog Devices

Daten aus der „Daisy Chain“ auslesen

Nur ein FSO-Signal (Frame Sync Output) wird an den digitalen Host als Interrupt zum Lesen von Daten aus der Kette angelegt (FSO (1)). Dieses Signal ist das Frame-Signal für alle vier Kanäle. Das Format der vom digitalen Host zurückgelesenen Daten (FPGA oder DSP) zeigt Bild 3.

Wandlungsdaten und Statusbits vom AD7765 (1) werden als erstes ausgetaktet (FSO (1) ist „Aktiv Low“ während dieser Zeit). Daten und Statusbits folgen vom AD7765 (2), (3) und (4). Zu beachten ist, dass sich FSO (1) auf logisch High-Pegel befindet, wenn die Daten aus verbleibenden Wandlern in der Kette ausgelesen werden.

Der nächste Übergang von FSO (1) von logisch High auf logisch Low signalisiert, dass der nächste Satz an Samples von allen vier Kanälen bereit ist, um zurückgelesen zu werden. Der digitale Host muss bei der fallenden Flanke von FSO (1) mit dem Zurücklesen beginnen und 4 × 32 Bit bzw. 128 Bit vom seriellen SDO-Ausgang (1) zurücklesen. Der Datenausgang an SDO (Serial Data Output) ist synchron mit dem SCO (Serial Clock Output).

Leistungsfähigkeit des simultan abtastenden 4-Kanal-Datenerfassungssystems

Die Daisy-Chain-Schaltung mit dem AD7765 erlaubt dem Anwender die simultane Abtastung von bis zu vier Kanälen mit 156 kSample/s. Die Geschwindigkeit der Ausgangsdatenrate kann geändert werden, indem man entweder die MCLK-Frequenz reduziert oder die Dezimierungsrate des AD7765 ändert. Es ist ratsam, die A/D-Wandler nach einer Änderung der Dezimierungsrate neu zu synchronisieren.

Bild 4 zeigt den FFT-Ausgang des AD7765 (3), der mit der maximalen Abtastrate von 156 kSample/s und einer MCLK-Frequenz von 40 MHz arbeitet. Ein –0,5 dBFS-Eingang ist an die differenziellen Verstärkereingänge des AD7765 mit einer Eingangsfrequenz von 1 kHz angelegt.

Bild 5 zeigt den FFT-Ausgang des AD7765 (3), der mit einer Abtastrate von 97,65 kSample/s und einer MCLK-Frequenz von 25 MHz mit 1 kHz (–0,5dBFS) am Eingang arbeitet.

Aus Tabelle 1 ist die Leistungsfähigkeit des AD7765 bei 40; 30; 25 und 20 MHz für normalen Betrieb ersichtlich.

Als Signalquelle diente der Audio-Analyzer SYS2522 von Audio Precision mit Analogausgang, balanced GND, 7,699 V_ss am Ausgang und 40-Ω-Ausgangsimpedanz in der Betriebsart „High-Accuracy“. Der Analogeingang wurde direkt an den integrierten differentiellen Verstärker des AD7765 angelegt. Die FFT-Sample-Größe betrug 131.072.

Übersprechen bei mehrkanaliger simultaner Abtastung

Einer der wesentlichen Leistungsvorteile bei der Implementierung einer mehrkanaligen, simultanen Abtastung mit diskreten A/D-Wandlern statt integrierter Bauteile ist das Übersprechen.

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