基于CMOS工艺的高阻抗并行A/D芯片TLC5510

3 在线阵CCD数据系统中的应用

图4 为TLC5510的典型外接电路。图中的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。

笔者研制的该线阵CCD数据采集系统主要由时序发生器、CCD驱动电路、视频信号预处理电路及ADC、数据存储器、PC机等组成。TLC5510的高速、内带采样保持电路等特点使其更利于该设计。TLC5510的主要作用是将CCD输出的高速模拟视频信号转换为与其模拟幅值相对应的8位数字视频信号。图5是笔者设计的视频信号A/D转换器TLC5510的外围电路。TLC5510可使用外部和内部两种基准电压连接方法。其中外部基准电压从引脚REFT和REFB接入，并应满足：

VREFB+2V≤VREF≤VDDA

0≤VREFB≤VREFB-2V

2V≤VREFT-VREFB≤5V

对于从零电平开始的正极性模拟输入电压，REFB应当连接到模拟地AGND。VREFT的范围为2V～5V。如果要简化电路，可利用TLC5510的内部分压电阻从模拟电源电压VDDA上取得基准电压。在本设计中，CCD输出的模拟视频信号经过反相、滤波、放大之后即为从零电平开始的正极性模拟电压信号。因此，为了简化电路并同时满足设计要求，笔者选用了TLC5510的内部基准方式，同时，因为CCD视频信号是2V基准，所以，根据TLC5510的自身的特点，在设计过程中，笔者将REFBS端与AGND，而将REFTS与VDDA端相连，同时将REFBS短接至REFB端，REFTS短接至REFT端来获得2V基准电压。

在用该数据采集系统采集数据的过程中，当CCD输出端输出视频信号时，在由时序发生器产生的A/D转换控制时钟CLK的同步控制下， TLC5510会将差动放大、低通滤波后的CCD模拟视频信号实时地转换为与其模拟幅值相对应的8位数字信号，当TLC5510的输出使能 OE为低电平且高速数据存储器的地址译码控制和写控制均有效时，系统可将转换结果存入高速数据存储器，以等待PC机的读取。为了使CCD输出的视频信号能够正确可靠的转换和存储，在设计过程中，笔者对TLC5510的工作控制时钟CLK、输出使能OE及高速数据存储器的地址译码控制时钟、读写控制时钟的周期做了具体的时间预算，并对它们之间的逻辑相位关系做了详细的研究。根据预算，笔者将时序发生器内部的计数器、比较器、逻辑门以及D触发器等进行逐级分频和逻辑组合，从而使其产生正确可靠的时序逻辑。系统及数据分析实验证明，采用TLC5510作为线阵CCD视频信号的A/D转换芯片，其接口电路简单实用，使用方便，稳定性好。

4　结束语

在对TLC5510模数转换器及其在线阵CCD数据采集系统的应用设计中，笔者通过实验总结出如下经验：

(1) 为了减少系统噪声，外部模拟和数字电路应当分离，并应尽可能屏蔽。

(2) 因为TLC5510芯片的AGND和DGND在内部没有连接，所以，这些引脚需要在外部进行连接。为了使拾取到的噪声最小，最好把隔开的双绞线电缆用于电源线。同时，在印制电路板布局上还应当使用模拟和数字地平面。

(3) VDDA至AGND和VDDD至DGND之间应当分别用1μF电容去耦，推荐使用陶瓷电容器。对于模拟和数字地，为了保证无固态噪声的接地连接，试验时应当小心。

(4) VDDA、AGND以及ANALOG IN 引脚应当与高频引脚CLK和D0～D7隔离开。在印制电路板上，AGND的走线应当尽可能地放在ANALOG IN 走线的两侧以供屏蔽之用。

(5) 为了保证TLC5510的工作性能，系统电源最好不要采用开关电源。