Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verbindung mit ADC-Clock


von Fragender (Gast)


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Hallo,
ich möchte ein analoges Signal im Frequenzbereich 16 MHz - 19 MHz mit 
einem ADC (AD9629) mit 20 MHz sampeln und mit einem FPGA 
weiterverarbeiten (ist eine Bandpassunterabtastung, Signal ist dann 
digital im Bereich von 1 MHz bis 4 MHz).

Laut Datenblatt soll man wegen niedrigem Jitter einen AD951x verwenden. 
Der erscheint mir aber ein bisschen überdimensioniert.
Kann man den Clock einfach wie in Figure 50 (S.20 im Datenblatt des 
AD9629) mit dem FPGA verbinden? (Also statt CMOS-Treiber der FPGA, aber 
mit Koppelkondensatoren)
Wozu dient eigentlich der optionale 100 Ohm-Widerstand?

Desweiteren will ich in der Form mehrere Kanäle digitalisieren (bis zu 
8).
Also brauch ich 8 ADC-Clocks. Kann ich da einfach, falls das mit dem 
FPGA geht, einen digitalen Ausgang für alle nehmen? Oder bekommt jeder 
ADC seine eigene Verbindung zum FPGA?

Hier noch das Datenblatt zum ADC:
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9629.pdf

Schonmal Danke für eure Ratschläge! Hab in diesem Bereich leider noch 
recht wenig Erfahrung...

von Fragender (Gast)


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Mir ist noch etwas aufgefallen.
Der FPGA gibt 3,3V aus. Der Clock-Eingang des ADCs will aber 1,8V sehen.
Kann ich hier einen einfachen Spannungsteiler einsetzen??

von Purzel H. (hacky)


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Koennte man. Ich wuerd aber einen eher einen treibenden chip verwenden, 
denn am clock moechte man keinen Jitter haben.

von Fragender (Gast)


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Danke für die Antwort.
Hast du einen passenden Chip parat?

Die AD951x haben leider auch nur einen 1,8V Eingang.
Meine Idee warum ich einen Spannungsteiler einem Pegelwandler (als Chip) 
bevorzugen würde wäre, dass der Spannungsteiler einen niedrigeren Jitter 
(zusätzlich zum Jitter des FPGAs) erzeugt als ein Chip. Stimmt die 
Annahme?

von Falk B. (falk)


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@ Fragender (Gast)

>Die AD951x haben leider auch nur einen 1,8V Eingang.
>Meine Idee warum ich einen Spannungsteiler einem Pegelwandler (als Chip)
>bevorzugen würde wäre, dass der Spannungsteiler einen niedrigeren Jitter
>(zusätzlich zum Jitter des FPGAs) erzeugt als ein Chip. Stimmt die
>Annahme?

Wenn man schon einen jitterarmen Takt für einen ADC haben will, darf man 
ihn ganz sicher NICHT durch ein FPGA schleifen! Denn durch die 
Schaltvorgänge der Millionen Gatter gibt das ordentlich HF-Störungen auf 
den Versorgungsleitungen etc. und moduliert damit den durchgeschleiften 
Takt. Die saubere Lösung lautet. Man nehme einen jitterarmen 
Quarzoszillator und verteile mit einem 1:N Verteiler den Takt direkt an 
die ADCs sowie das FPGA. Wenn alle Leitungen gleich lang sind, ist auch 
alles phasengleich getaktet.

https://para.maximintegrated.com/results.mvp?fam=hs_int&295=Buffer|Fan-Out%26nbsp%3BBuffer&tree=master

http://www.ti.com/lsds/ti/clock-and-timing/fanout-buffers-products.page

Solche Taktverteiler gibt es auchg von anderen Firmen. Die 
Versorgungsspannung des Quarzoszillators sowie des Taktverteilers 
sollten separat gefiltert sein, sprich LC-Filter + Ferritperle an VCC.

Zur Frage Pegelwandler oder Spannungsteiler. Da wäre ich vorsichtig. Für 
einen jitterarmen Takt braucht es steile Flanken. Bei 20 MHz Takt und 
vielleicht 1-2ns Anstiegszeit tut es ein einfacher Spannungsteiler nicht 
mehr. Den muss man mit Kondensatoren frequenzkompensieren. Das kriegt 
man hin, muss man mal messen. Dabei spielt die Eingangskapazität der ICs 
eine Rolle. Ich würde aber lieber gleich einen 1,8V Taktverteiler IC 
nehmen. Das FPGA kann man auch damit füttern, muss man halt eine IO-Bank 
mit 1,8V betreiben. Ist für die ADC-Anbindung wahrscheinlich sowieso 
nötig.

von Fragender (Gast)


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Danke für die Hilfe!
Alles klar. Ich bau das ganze dann mit separatem jitterarmen Oszillator 
und Taktverteil-IC auf.

Falk B. schrieb:
Das FPGA kann man auch damit füttern, muss man halt eine IO-Bank
> mit 1,8V betreiben. Ist für die ADC-Anbindung wahrscheinlich sowieso
> nötig.

Der FPGA befindet sich auf einem Modul, sprich die Versorgung der 
IO-Bänke ist fest auf 3,3V.
Der ADC hat einen separaten Versorgungspin für die Logik, die ich mit 
3,3V versorgen kann. Nur der Clock-Eingang will hier 1,8V sehen.

Eine letzte Frage hätte ich noch.
Den Oszillator + Verteilschaltung werd ich dann mit 1,8V Pegeln 
aufbauen.
Der FPGA will aber 3,3V. Kann man hier dann einen Pegelwandler einsetzen 
(wegen Jitter)?

von Falk B. (falk)


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@ Fragender (Gast)

>Alles klar. Ich bau das ganze dann mit separatem jitterarmen Oszillator
>und Taktverteil-IC auf.

Eine gute Entscheidung.

>Der ADC hat einen separaten Versorgungspin für die Logik, die ich mit
>3,3V versorgen kann. Nur der Clock-Eingang will hier 1,8V sehen.

OK.

>Den Oszillator + Verteilschaltung werd ich dann mit 1,8V Pegeln
>aufbauen.

Den Oszillator eher nicht, die meisten laufen mit 3,3V. Den Verteiler-IC 
schon.

>Der FPGA will aber 3,3V.

Dann gib ihm einfach 3,3V. GGf. kann man den Eingang des Taktverteilers 
sowie den Eingang des FPGAs direkt aus dem XO speisen, das schafft der 
schon.

> Kann man hier dann einen Pegelwandler einsetzen (wegen Jitter)?

Dem FPGA ist der Jitter egal, dort werden ja nur die Digitaldaten 
transferiert. Der Jitter ist nur für die Sample und Hold Stufe des ADC 
entscheidend.

von Fragender (Gast)


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Es ist doch noch eine Frage aufgetaucht.
Ist LVPECL von den Spannungspegeln immer gleich (wie z.B. in Wikipedia 
angegeben)?
Also gibt es somit nur "ein" LVPECL?
Gibt es auch nur "ein" LVDS?
Schonmal Danke!

von Purzel H. (hacky)


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LVPECL und LVDS ist definiert. Ja. Uebrigend kann man Clockverteiler ICs 
pro Pin konfigurieren. Meistens.

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