基于ADS5517的无线数据采集模块设计

　　1 ADS5517芯片简介

　　ADS5517是TI公司新近推出的一款高采样率、高性能的模/数转换器。它拥有小封装体积和高模拟带宽，并且在高频模拟信号输入的前提下可以得到很高的SNR(Signal—to—Noise Ratio，信噪比)和SFDR(Spurious—Free Dynamic Range，无杂散动态范围)。ADS5517具有可编程增益功能，使其可以在很低的满量程模拟信号输入范围内获得很高的SFDR。其主要特点如下：

　　◆最高采样率为200 Msps;

　　◆支持11位采样分辨率;

　　◆支持内部采样和保持;

　　◆支持高达800 MHz的模拟信号输入带宽;

　　◆支持双数据率LVDS和并行CMOS两种输出模式;

　　◆支持振幅峰一峰值低至400 mV的双极性时钟输入信号。

　　基于以上特点，ADS5517可以应用于无线通信设备、测试与测量仪器、高性能视频设备、雷达系统等仪器的设计制造。

　　2 模块系统的硬件设计

　　模块系统主要有3部分组成：模拟信号采集模块、采集数据处理模块和处理数据存储模块。这三部分以采集数据处理模块为主，此模块的核心芯片是TI公司新推出的高性能、低功耗定点数字信号处理器TMS320VC5509a。它控制着整个模块系统的其他芯片，即ADS5517和FRAM存储器FM22L16。整个系统的工作原理是：ADS5517在TMS320VC5509a的控制下实现模拟信号的采集，并送到TMS320VC5509a进行相应的处理计算，最终将处理好的结果暂时存放到FM22L16中。其具体的系统框图如图1所示。

　　2.1 前置放大电路与ADS5517的连接

　　前置放大电路是利用差分放大器THS4509把单极性输入信号转变为差分式输出信号，以满足ADS5517模拟信号差分输入的形式。电路中利用电阻RFIL隔离放大器的输出和ADS5517的输入，而电阻RFIL和CFIL组成的低通滤波器可以抑制信号和电路中引进的噪声。电路中利用ADS5517的VCM引脚输出的共模电压来控制放大器THS4509，以实现更优越的性能。具体的连接电路如图2所示。

　　2.2 ADS5517与TMS320VC5509a的连接电路

　　ADS5517在TMS320VC5509a的控制下实现对模拟信号的采样，为了充分利用ADS5517的优越性能，需要尽量降低系统的功耗，模块系统采用了串行接口和并行接口两种通信模式，从而可以灵活地控制ADS5517实现模拟信号采样。在这种连接方式下，可以使ADS5517工作在低采样率模式下，并且能使ADS5517进入休眠状态。具体的连接如图3所示。

　　2.3 TMS320VC5509a与FM22L16的连接电路

　　TMS320VC5509a芯片拥有专门的外部存储器接口，很容易实现与同步、异步外部存储器无缝连接，从而达到很高的性能。FM22L16是一款异步外部存储器，存储和读取速度很快。它拥有低电源电压写入保护，以阻止非法写入;拥有软件可编程块写入保护。与带有内部封装电池的SRAM相比，它有无内部封装电池、单片集成电路可靠、真正表面封装处理等特点。模块利用FM22L16作为数据的存储器，可以实现快速的数据存取操作，并能在复杂的环境中保持数据的稳定性。具体的连接电路如图4所示。