基于CMOS工艺的高阻抗并行A/D芯片TLC5510

1　概述

TLC5510是美国TI公司生产的新型模数转换器件(ADC)，它是一种采用CMOS工艺制造的8位高阻抗并行A/D芯片，能提供的最小采样率为20MSPS。由于TLC5510采用了半闪速结构及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较低的功耗。在推荐工作条件下，TLC5510的功耗仅为130mW。由于TLC5510不仅具有高速的A/D转换功能，而且还带有内部采样保持电路，从而大大简化了外围电路的设计;同时，由于其内部带有了标准分压电阻，因而可以从+5V的电源获得2V满刻度的基准电压。TLC5510可应用于数字TV、医学图像、视频会议、高速数据转换以及QAM解调器等方面。

2　内部结构、引脚说明及工作原理

2.1 TLC5510的引脚说明

TLC5510为24引脚、PSOP表贴封装形式(NS)。其引脚排列如图1所示。各引脚功能如下：

AGND：模拟信号地;

ANALOG IN：模拟信号输入端;

CLK：时钟输入端;

DGND：数字信号地;

D1～D8：数据输出端口。D1为数据最低位，D8为最高位;

OE：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：模拟电路工作电源;

VDDD：数字电路工作电源;

REFTS ：内部参考电压引出端之一，当使用内部电压分压器产生额定的2V基准电压时，此端短路至REFT端;

REFT：参考电压引出端之二;

REFB：参考电压引出端之三;

REFBS ：内部参考电压引出端之四，当使用内部电压基准器产生额定的2V基准电压时，此端短路至REFB端。

2.2 TLC5510的内部结构及工作过程

TLC5510的内部结构如图2所示。由图中可以看出：TLC5510模数转换器内含时钟发生器、内部基准电压分压器、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1个低4位锁存器等电路。TLC5510的外部时钟信号CLK通过其内部的时钟发生器可产生3路内部时钟，以驱动3组采样比较器。基准电压分压器则可用来为这3组比较器提供基准电压。输出A/D信号的高4位由高4位编码器直接提供，而低4位的采样数据则由两个低4位的编码器交替提供。

TLC5510的工作时序见图3。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2.5个时钟周期的延迟之后，将送到内部数据总线上。

在图3所示的工作时序的控制下，当第一个时钟周期的下降沿到来时，模拟输入电压将被采样到高比较器块和低比较器块，高比较器块在第二个时钟周期的上升沿最后确定高位数据，同时，低基准电压产生与高位数据相应的电压。低比较块在第三个时钟周期的上升沿的最后确定低位数据。高位数据和低位数据在第四个时钟周期的上升沿进行组合，这样，第N次采集的数据经过2.5个时钟周期的延迟之后，便可送到内部数据总线上。此时如果输出使能OE有效，则数据便可被送至8位数据总线上。由于CLK的最大周期为50ns，因此，TLC5510数模转换器的最小采样速率可以达到20MSPS。

来源：维库开发网