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贡献者：angelazhang 浏览：1467次 创建时间：2015-04-19
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TLC5540
目录
11概述
22引脚功能
33内部结构与运行时序
44参考电压配置
TLC5540 - 1概述
TLC5540是美国德州仪器公司推出的高速8位A/D转换器。它的最高转换速率
可达每秒40兆字节。TLC5540采用了一种改进的半闪结构及CMOS工艺?因而大大
减少了器件中比较器的数量?而且在高速转换的同时能够保持低功耗。在推荐工
作条件下?其功耗仅为75mW。由于TLC5540具有高达75MHz的模拟输入带宽以及
内置的采样保持电路?因此非常适合在欠采样的情况下应用。另外?TLC5540内
部还配备有标准的分压电阻?可以从+5V的电源获得2V满刻度的参考电压?并且
可保证温度的稳定性。TLC5540可广泛应用于数字电视、医学图象、视频会议、C
CD扫描仪、高速数据变换及QAM调制器等应用方面。
TLC5540 - 2引脚功能
TLC5540采用NS型塑料帖片封装?其引脚排列如图1所示。其引脚功能如下?
AGND?20?21??模拟信号地线?
ANALOGIN?19??模拟信号输入端?
CLK?12??时钟输入端?
DGND?2?24??数字信号地线?
D1?D8?3?10??数据输出端。D1为低位?D8为高位?
OE?1??输出使能端。当OE为低时?D1?D8数据有效?当OE为高时?D1?
D8为高阻抗?
VDDA?14?15?18??模拟电路工作电源?
VDDD?11?13??数字电路工作电源?
reftS?16??参考电压引出端之一?^_^
?17??参考电压引出端之二?
REFB?23??参考电压引出端之三?
REFBS?22??参考电压引出端之四。
TLC5540 - 3内部结构与运行时序
TLC5540的内部结构见图2所示。它包含有时钟发生器?内部参考电压分压器?1
套高4位采样比较器、编码器、锁存器?2套低4位采样比较器、编码器和一个低
4位锁存器。
TLC5540的外部时钟信号CLK通过其内部的时钟发生器产生3路内部时钟?
用于驱动3组斩波稳零结构的采样比较器。参考电压分压器则为这3组比较器提供
参考电压。其中低位比较器的参考电压是高位比较器的1/16。采用输出信号的高
4位由高4位编码器直接提供?低4位的采样数据则由两个低4位的编码器交替提
供。其中低4位比较器是对输入信号的“残余”部分进行变换的?时间为高4位
的两倍??因此与标准的半闪结构相比?这种变换方式可减少30%的采样比较器?并
且具有的采样率。
时钟信号
CLK
在每一个下降沿采集模拟输入信号?第
N
次采集的数据经过
3
个
时钟周期的延迟之后?送到内部数据总线上。此时如果输出使能
OE
有效?则数
据可由
CPU
读取或进入缓冲存贮器。其中?时钟的高、低电平持续时间
tW(H)、t
w(L)
最小为
12.5ns
?时钟周期是了小为
25ns
?因此最高采样速率为
40MSPS
。
---
tpd
为数据输出延迟时间?典型值为
9ns
?最大为
15ns
?
tPHZ
、
tPLZ
为数据
输出端有效至高阻的延迟时间?最大为
20ns
?
tPZH
、
tPZL
为数据输出端从高阻
转为有效的延迟时间?最大为
15ns
。
TLC5540 - 4参考电压配置
TLC5540可使用外部和内部两种参考电压。其参考电压配置见图4所示。外
部参考电压从REFT和REFB接入?并应满足VREFB+1.8V≤VREF≤VDDA?
0≤VREFB≤VREFB-1.8V和1.8V≤VREFT-VREFB≤5V。模拟输入电压范围为
VREFB≤VREFT。对于从零电平开始的正极性模拟输入电压?REFB应接模拟地
AGND。VREFT范围为1.8V?5V。如使用外部参考电压?则可获得较高的精度和较
小的噪声。
如果要简化电路?可利用TLC5540的内部分压电阻从模拟电源电压VDDA取得
参考电压。内部电压R1、Rref和R2的标称值分别为320Ω、270Ω和80Ω。图4?a?的
配置适用于模拟输入电压范围+0.61V?+2.6V的情况?图4(b)的输入电压范围
为0?+2.28V。由于R1的下端连接外部滤波电容?故R1也兼作滤波电阻。若将图
4?b?中的R1短接?则输入电压范围0?+5V。
为了保证TLC5540的工作性能?系统电源应采用线性稳压电源而不是开关电
源。VDDA和VDDD应就近与AGND和DGND连接一个0.1μF的高频陶磁滤波电容。
图5为其典型的云耦连接配置图。其中FB1?FB3为高频磁珠?模拟供电电源AVDD
经FB1?FB3为三部分模拟电路提供工作电流?以获得更好的高频去耦效果。
TLC5540的一种应用参考电路见图6。该电路分为两个工作状态?采样状态
和读出状态。当主控CPU发出启动命令后?RS触发器U8的Q=0?电路进入采样
工作状态。当TLC5540的OE=0时?数据开放。同时?时钟信号CLK通过U4和U7
分别控制存贮器U6的读写控制端WE和片选端CS?并将采样数据写入存贮器U6
的内部单元。地址计数器U5为多级可预置同步加法计数器?时钟CLK通过多路
开关驱动U5?在采样数据稳定后提供新的存贮地址。在整个采样状态下?CPU
不干预电路的工作?直至地址计数器计数溢出?高位输出信号Q13使RS触发器
U8翻转?Q=1?电路进入读出状态。之后?TLC5540的OE=1?输出数据被封锁。同
时?存贮器U6的OE=0?采样数据可从内部读出。U6的读出地址仍由地址计数
器U5提供?可以顺序读出或随机读出。顺序读出时?由多路开关U1的输入信号
G控制?G的每一个跳变使地址增加1。随机读出时?由CPU地址总线提供的地址
数据A0?A12置入地址计数器U5?在G的一次跳变后?有效地址即出现在U5的
输出端Q0?Q12上。存贮器数据总线出现相应地址内的采样数据?以供CPU读取。^_^
---
由于采样状态下的时钟频率可能高达40MHz?故存贮器U6、地址计数器U5以
及其它部件均应具有相应的速度和尽可能小的信号延迟?以使各部件的协同工作
满足TLC5540及存贮器的时序要求。该电路采用标准引脚的RAM芯片?还可采用
双端口RAM或FIFO存贮器?它们均有较高的运行速度?并可简化电路设计。
6小结
由于TLC5540采用了改进的半闪结构?因而具有高速率、低功耗和低价格的
特点。可应用在数字电视、医学图像、视频会议、CCD扫描仪、高速数据变换及
QAN调制等应用方面。
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