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基于FPGA核心的数字化仪模块设计

时间:2016-06-15  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

  连接方式

  本设计中。A/D转换器选用Mamix公司的MAXl215,该芯片是一款12 bit/250 Ms/s的高速A/D转换器,它具有出色的SNR和SFDR特性,使用250 MHz差分采样时钟,接收差分输入信号,输出12位LVDS格式的差分数字信号,提供差分同步时钟信号。为了提高测试精度,单端的输入信号需要转换成差分 模式后再送入A/D,增益调整及单端到差分转换电路的局部如图5所示。考虑阻抗匹配问题,在单端信号转换为差分模式时,需要在2个差分线上串联50 Ω的匹配电阻,作为LVDS信号的发送端。

  增益调整及单端到差分转换电路的局部

  在PCB的设计中,对差分线要进行特别处理。差分线在走线区间内的实际布线公差应控制在5 mil内;差分对内两条线之间的距离应尽可能小,以使外部干扰为共模特征;要保证每个差分对内的长度相互匹配,以减少信号扭曲;采用电源层作为差分线的信号回路,因为电源平面有最小的传输阻抗,可以有效减少噪声影响。图6所示为本设计PCB的局部。

  本设计PCB的局部

  本设计中FPGA作为LVDS信号的接收端,首先需要将A/D输入的LVDS差分数据和同步时钟信号转换成单信号。此处选用了xilinx公司 的VirtexⅡ-Pro系列FPGA,该系列的FPGA嵌入了高速I/O接口,能实现超高带宽的系统芯片设计,支持LVDS、LVPECL等多种差分接口,适应性很强,为高速数据接口提供了完善的解决方案。LVDS差分信号的接收可以通过例化IBUFDS_LVDS这个模块来实现,同时在程序中设置使用内部的匹配电阻,实现LVDS的阻抗匹配。差分时钟信号由全局时钟输入脚接入FPGA,然后通过调用xFPGA特有的数字时钟管理模块(DCM),将时钟转换成单信号并进行分频、移相等处理,作为后续处理的时钟信号。

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