为什么采用虚拟ADC设计?

还不熟悉ADC？

使用包含多路复用器、PGA、缓冲器、Σ-Δ转换器、VREF和电源的复杂系统时，感到很困惑？不知道从哪里开始？

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改变ADC模拟输入、PGA增益、基准电压源或电源，查看对阶跃响应、幅频特性或转换器直方图的影响。

为什么采用虚拟方式？

一个设计的整体性能是由该设计中单颗芯片的性能所决定的。尽管产品数据手册提供了芯片性能的第一手资料，但评估板通常被用于更好地了解各个电路的完整设计。它们可直接测试转换器、放大器和绝缘体等产品。

尽管如此，评估板有一个严重的缺点。它们需要单独订购，还要连接至测量仪器，并且当测试各种不同评估板以查找最佳配置时，整个过程非常耗时且成本高昂。。。

为避免这种复杂情况，ADI开发了一款在线工具Virtual Eval，可以让设计人员使用仿真功能来评估转换器。此工具无需消耗物料成本，而且还能在设计初选阶段节省大量时间。

Virtual Eval可访问最新最全的ADI转换器数据库。一方面，这可以准确仿真转换器的对应环境，另一方面，它可以在不同场景和边界条件下进行测试。图1中，我们使用AD7124模数转换器(ADC)来 解释工具的不同选项和用法。AD7124是一款24位Σ-Δ转换器，并且包含了很多诊断功能，如线缆连接或短路的检测。

图1. Virtual Eval工具显示的AD7124方框图

Virtual Eval的第一步就是让用户查看完整的转换器方框图（图1）。直接点击转换器对应的内部模块，就可以设置芯片参数来仿真真实应用场景。例如，被设置的模块可以是输入放大器或者多路选择器。可配置模块还会显示在屏幕左侧的设置中。对于AD7124，其他可配置模块包括SINC4+1 或者 SINC4的滤波器设置、内部时钟和基准电压源。其他一些可以设置的参数包括转换转换速率和时序。

设置好所有参数后，可以直观显示仿真结果并评估转换器的性能。首先，可以显示输入波形（图2a）。此外，还可以计算输入信号的快速傅立叶变换(FFT)。直方图（图2b）可以使用户确定统计数据和转换器精度。

图2. a)输入信号的波形；b)输入信号的直方图

其次，Virtual Eval还可显示信号的频率响应曲线和时域响应功能（图3a）。通常来说，被选择的转换器需要符合奈奎斯特采样定律。借助时域响应功能，可以计算最大输入频率的确切值，包括安全裕度。时域响应功能的上升时间只能通过选择合适的ADC转换率来解决——如果转换率不足，数据就会丢失。

最后，时序图显示AD7124的时间响应（图3b），允许仿真不同场景，如功耗降低或转换率提升。

图3. HB1滤波器响应——DDC实数模式（复数转实数模块使能）

Virtual Eval模数转换器仿真工具可简单仿真不同条件和场景下的不同ADC。这种方法不仅经济实惠，还能显著缩短器件选型过程，让你可以挑选合适的转换器，不再需要任何评估板和昂贵的测试。一旦选好转换器，就能在工具的帮助页面中找到转换器的相关设计资料——包含数据手册和详细信息。不久之后，数据库将会扩展到集成模块中，包括例如带集成转换器的AMR传感器。

最后推荐一篇《Virtual Eval使用指南》，有兴趣的小伙伴戳“阅读原文”查看吧~