ADA2200ARUZ-REEL7

同步解调器和可配置模拟滤波器 ADA2200 产品特性 功能框图 VDD ADA2200 INP 8 INN LPF OUTP PROGRAM FILTER OUTN fM CLKIN XOUT ÷2m fSI ÷8 VOCM 90° fSO ÷2n+1 CLOCK GEN CONTROL REGISTERS SYNCO GND RCLK/SDO SPI/I2C MASTER RST VCM BOOT SCLK/SCL SDIO/SDA CS/A0 12295-001 解调信号输入带宽至30 kHz 可编程滤波器支持可变带宽 滤波器跟踪输入载波频率 可编程参考时钟频率 灵活的系统接口 单端/差分信号输入和输出 轨到轨输出可直接驱动模数转换器(ADC) 相位检测灵敏度：9.3m°θREL rms 可 采 用 三 线 式 或 四 线 式 串 行 端 口 接 口 (SPI)配 置 ， 或 从 I 2 C EEPROM实现无缝引导 极低功耗 395 μA (fCLKIN = 500 kHz) 单电源：2.7 V至3.6 V 额定温度范围：−40°C至+85°C 16引脚TSSOP封装 图1. 应用 同步解调 传感器信号调理 锁相放大器 鉴相器 精密可调谐滤波器 信号恢复 控制系统 概述 ADA2200是一款采样模拟技术1同步解调器，用于工业、医 疗和通信应用中的信号调理。ADA2200是一款模拟输入、采 样模拟输出器件。信号处理完全在模拟域中执行，方法是 在电容之间进行电荷共享；这样可以消除量化噪声和圆整 误差。ADA2200集成一个模拟域、低通抽取滤波器、一个 可编程无限脉冲响应(IIR)滤波器和一个混频器。这些特性 组合可以降低ADC采样速率以及下游数字信号处理要求。 解调功能禁用时，ADA2200可充当精密滤波器。滤波器具 有可编程带宽和可调谐中心频率。滤波器特性在温度、电 源和工艺变化范围内具有高度稳定性。 ADA2200可通过其SPI兼容串行端口编程，也可通过其I2C 接口从EEPROM自动引导。片内时钟生成可以产生具有可 编程频率和相位的混合信号。此外，ADA2200同步输出信 号还能简化与其他采样系统的接口，比如数据转换器和多 路复用器。 ADA2200采用16引脚TSSOP封装。该器件的额定温度范围 为−40°C至+85°C工业温度范围。请注意，在整篇数据手册 中，多功能引脚(如SCLK/SCL)由整个引脚名称或引脚的单 个功能表示；例如SCLK即表示仅与此功能相关。 可在输入端和输出端实现单端和差分信号接口，简化与信 号链其他元件的连接。低功耗和轨到轨工作特性非常适合 电池供电型系统和低压系统使用。 1 专利正在申请中。 Rev. 0 Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. 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Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADA2200 目录 产品特性 .......................................................................................... 1 应用................................................................................................... 1 功能框图 .......................................................................................... 1 概述................................................................................................... 1 修订历史 .......................................................................................... 2 规格................................................................................................... 3 SPI时序特性............................................................................... 4 绝对最大额定值............................................................................. 7 热阻 ............................................................................................. 7 ESD警告...................................................................................... 7 引脚配置和功能描述 .................................................................... 8 典型性能参数 ................................................................................. 9 术语................................................................................................. 10 工作原理 ........................................................................................ 11 同步解调基础知识 ................................................................. 11 ADA2200架构 .......................................................................... 12 抽取滤波器 .............................................................................. 12 IIR滤波器 ................................................................................. 13 混频器 ....................................................................................... 13 时钟选项................................................................................... 14 输入和输出放大器 ................................................................. 15 应用信息 ........................................................................................ 16 幅度测量................................................................................... 16 相位测量 .................................................................................. 16 幅度和相位测量...................................................................... 16 模拟输出系统 .......................................................................... 17 与ADC接口.............................................................................. 17 锁定放大器应用...................................................................... 17 与微控制器接口...................................................................... 18 EEPROM引导配置 ................................................................. 18 功耗 ........................................................................................... 18 器件配置 ........................................................................................ 19 串行端口操作 .......................................................................... 19 数据格式................................................................................... 19 串行端口引脚功能描述 ........................................................ 19 串行端口选项 ......................................................................... 19 从EEPROM引导...................................................................... 20 器件配置寄存器映射和描述..................................................... 21 外形尺寸 ........................................................................................ 24 订购指南 ........................................................................................ 24 修订历史 2014年8月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 24 ADA2200 规格 除非另有说明，VDD = 3.3 V，VOCM = VDD/2，fCLKIN = fSI = 500 kHz，默认寄存器配置，差分输入/输出，RL = 1 MΩ至GND， TA = 25°C。 表1. 参数 同步解调 转换增益1 平均温度漂移 输出失调，短路输入 平均温度漂移 电源灵敏度 测量噪声 相位延迟(°θDELAY)1 平均温度漂移 相位测量噪声 短路输入噪声 共模抑制2 解调信号带宽 输入特性 输入电压范围 共模输入电压范围 单端输入电压范围 基准输入 信号输入 输入阻抗3 输入信号带宽(−3 dB) 输出特性 输出电压范围 短路电流 共模输出(VOCM) 电压 平均温度漂移 输出建立时间(至最终值的0.1%) 默认滤波器特性 中心频率(fC) 品质因素(Q) 通带增益 总谐波失真(THD) 二次到五次谐波 时钟特性 CLKIN频率范围(fCLKIN) 最大CLKIN频率 测试条件/注释 测量值为周期平均值1，4 V p-p差分， fIN = 7.8125 kHz 最小值 典型值 最大值 单位 1.02 1.055 5 1.09 V/V rms ppm/°C mV V/°C mV/V V rms −39 输出随VDD而变 在83°θREL处输入信号1 输入信号相对于RCLK 在83°θREL处输入信号 0.1 Hz至10 Hz 偏离fMOD 0 kHz至1 kHz fCLKIN = 1 MHz INP或INN至GND 4 V p-p差分输入 INP至INN 输入采样保持电路 每路输入，RL = 10 kΩ至GND VDD − 0.3 VOCM + 0.2 V V VOCM − 0.2 VOCM − 1.0 VOCM + 0.2 VOCM + 1.0 V V kΩ MHz VDD − 0.3 V mA 1.67 V V/°C s 80 4 0.3 15 1.63 3.7 V输出步进，RLOAD = 10 kΩ||10 pF， fCLKIN = 125 kHz 混频禁用，VIN = 4 V p-p差分 fC = fSO/8 fC/(滤波器3 dB带宽) fIN = 7.8125 kHz fNYQ/6时的滤波器配置 = LPF， fIN = 850 Hz，VIN = 4 V p-p差分输入 Rev. 0 | Page 3 of 24 °θREL °θREL/°C m°θREL rms V p-p dB kHz 0.3 VOCM − 0.2 OUTP或OUTN至GND TA = −40°C至+85°C CLKIN DIV[2:0] = 256 CLKIN DIV[2:0] = 64 CLKIN DIV[2:0] = 16 CLKIN DIV[2:0] = 1 从EEPROM引导 +39 6.5 0.5 240 83 70 9.3 300 75 30 2.56 0.64 0.16 0.01 1.65 9 15 7.8125 1.9 1.05 kHz Hz/∆Hz V/V −80 dBc 20 20 16 1 12.8 MHz MHz MHz MHz MHz ADA2200 参数 数字I/O 逻辑阈值 输入电压 低 高 输出电压 低 高 最大输出电流 输入漏电流 内部上拉电阻 测试条件/注释 最小值 2 3 最大值 单位 0.8 V V 0.4 40 V V mA µA kΩ 500 2 2 kΩ pF pF 全部输入/输出 2.0 吸电流200 µA 源电流200 µA 吸电流或源电流 VDD − 0.4 8 1 仅BOOT和RST 晶振 内部反馈电阻 CLKIN电容 XOUT电容 电源要求 电源电压范围 总功耗 1 典型值 2.7 395 3.6 485 V µA 参见术语部分。 共模信号扫描范围：fMOD − 1 kHz至fMOD + 1 kHz。在偏离fMOD的频率下测量输出。例如，共模信号为fMOD − 500 Hz，则在500 Hz测量。 输入阻抗等于4 pF电容在fCLKIN处切换。因此，输入阻抗 = 1012/(2πfCLKIN × 4)。 SPI时序特性 除非另有说明，VDD = 2.7 V至3.6 V，默认寄存器配置，TA = −40°C至+85°C。 表2. SPI时序 参数 fSCLK tCS tSL tSH tDAV tDSU tDHD tDF tDR tSR tSF tDOCS tSFS 测试条件/注释 50% ± 5%占空比 CS至SCLK边沿 SCLK低电平脉宽 SCLK高电平脉宽 SCLK边沿之后数据输出有效时间 SCLK边沿之前数据输入建立时间 SCLK边沿之后数据输入保持时间 数据输出下降时间 数据输出上升时间 SCLK上升时间 SCLK下降时间 CS边沿之后数据输出有效 SCLK边沿之后CS高电平时间 最小值 典型值 最大值 20 2 10 10 20 2 2 1 1 10 10 1 2 Rev. 0 | Page 4 of 24 单位 MHz ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ADA2200 CS tCS tSFS tSL SCLK tSH tDAV tSF tDF SDO (MISO) MSB SDIO (MOSI) tSR tDR DATA BITS MSB IN LSB DATA BITS LSB IN 12295-003 tDSU tDHD 图2. SPI读操作时序图(SPI主机读取ADA2200) CS tSFS tCS SCLK tSL tSH tSF SDIO (MOSI) MSB IN DATA BITS tSR LSB IN 12295-004 tDSU tDHD 图3. SPI写操作时序图(SPI主机写入ADA2200) 表3. EEPROM主机I2C引导时序 参数1 BOOT 从BOOT完成时加载 RST到BOOT建立时间 BOOT脉冲宽度 符号 t2 t3 RESET 最小RST脉冲宽度 t1 起始条件 BOOT低电平转换至起始条件 t4 1 最小值 CLKIN DIV[2:0]设为000，CLKIN循环。 Rev. 0 | Page 5 of 24 典型值 最大值 单位 9600 2 1 CLKIN周期 CLKIN周期 CLKIN周期 25 ns 3 CLKIN周期 ADA2200 t1 RST t2 BOOT t3 t4 SDA START ADDR [1:0] R/W ACK b10001 REGISTER ADDR ACK DATA ACK STOP 12295-005 SCL 图4. 从EEPROM载入的时序图 OUTPUT PHASE90 = 0 OUTPUT PHASE90 = 1 HOLD SAMPLES SAMPLE 0 SAMPLE 0 SAMPLE 1 SAMPLE 1 SAMPLE 2 SAMPLE 2 SAMPLE 3 + 4 HOLD SAMPLES SAMPLE 3 + 4 HOLD SAMPLES SAMPLE 0 SAMPLE 1 CLKIN SYNCO 30 40 50 60 70 80 90 100 图5. CLKIN至RCLK、SYNCO和OUTP/OUTN采样时序 表4. 输出、SYNCO和RCLK时序，默认寄存器设置 测试条件/注释 CLKIN至OUTx采样更新延迟 CLKIN至SYNCO延迟，上升或下降沿至上升沿 SYNCO脉冲宽度 CLKIN至RCLK延迟，上升沿至上升或下降沿 最小值 典型值 50 最大值 40 1/fSI 70 INN/INP t1 INx, OUTx OUTN/OUTP t2 SYNCO t3 t4 RCLK CLKIN 6 7 0 1 2 3 图6. 输入、输出、SYNCO和RCLK相对CLKIN的时序 Rev. 0 | Page 6 of 24 4 12295-007 参数 t1 t2 t3 t4 单位 ns ns ns ns 12295-006 RCLK ADA2200 绝对最大额定值 热阻 表5. 参数 电源电压 输出短路电流持续时间 任何输入的最大电压 任何输入的最小电压 工作温度范围 存储温度范围 封装玻璃化转变温度 ESD额定值 人体模型(HBM) 器件模型(FICDM) 机器模型(MM) θJA针对自然对流环境中使用4层JEDEC印刷电路板(PCB)的 器件而规定。 额定值 3.9 V 未定 VDD + 0.3 V GND − 0.3 V −40°C至+125°C −65°C至+150°C 150°C 表6. 封装 16引脚 TSSOP θJA 100 θJC 14.8 单位 °C/W ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 1000 V 500 V 50 V 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当 注意，等于或超出上述绝对最大额定值可能会导致产品永 久性损坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任 何其它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推 断产品能否正常工作。长期在超出最大额定值条件下工作 会影响产品的可靠性。 Rev. 0 | Page 7 of 24 的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 ADA2200 引脚配置和功能描述 CLKIN 1 15 SCLK/SCL CS/A0 3 14 SDIO/SDA 13 RCLK/SDO 12 VDD BOOT 4 ADA2200 TOP VIEW (Not to Scale) GND 5 INP 6 11 OUTP INN 7 10 OUTN VOCM 8 9 RST 12295-008 16 XOUT 2 SYNCO 图7. 引脚配置 表7. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 引脚名称 CLKIN SYNCO CS/A0 BOOT GND INP INN VOCM RST OUTN OUTP VDD RCLK/SDO SDIO/SDA SCLK/SCL XOUT 说明 系统时钟输入。 同步信号输出。 串行接口片选输入/引导EEPROM地址0输入。 从EEPROM控制输入引导。 电源地。 同相信号输入。 反相信号输入。 共模电压输出。 复位控制输入。 反相输出。 同相输出。 正电源输入。 参考时钟输出/串行接口数据输出(四线式SPI模式)。 双向串行数据(仅在四线式SPI模式下输入)/I2C双向数据。 串行接口时钟输入/I2C时钟输出。 晶体驱动器输出。在此引脚和CLKIN之间放置一个晶体，或者保持此引脚为未连接状态。 Rev. 0 | Page 8 of 24 ADA2200 典型性能参数 35 NUMBER OF HITS 30 25 20 15 10 0 78 79 80 81 82 83 84 RELATIVE PHASE (Degrees) 12295-109 5 图11. 0.1 Hz至10 Hz输出噪声(短路输入) 图8. 器件间相位延迟变化的直方图 0.10 SETTLING ERROR (%) 0.05 0 –0.05 –0.10 10 20 30 40 50 60 TIME (µs) 图12. 噪声频谱密度与频率的关系(fCLKIN = 500 kHz) 1.0 30 0.8 PHASE MEASUREMENT ERROR (Degrees) 35 25 20 15 10 5 0 –5 MAGNITUDE ERROR MAGNITUDE ERROR, OFFSET REMOVED –10 –270–240–210–180–150–120 –90–60 –30 0 30 RELATIVE PHASE (Degrees) 图10. 幅度测量误差与相对相位的关系 60 90 12295-114 MAGNITUDE ERROR (mV) 图9. 从SYNCO下降沿开始的输出建立(3.7 V步进) PHASE ERROR PHASE ERROR, OFFSET REMOVED 0.6 0.4 0.2 0 –0.2 –0.4 –0.6 –0.8 –1.0 –270–240–210–180–150–120 –90–60 –30 0 30 RELATIVE PHASE (Degrees) 图13. 相位测量误差与相对相位的关系 60 90 12295-111 –0.20 0 12295-110 –0.15 ADA2200 术语 周期均值 周期均值是一个RCLK周期内全部输出样本的平均值(OUTP/ OUTN)。默认配置下，每个RCLK周期有八个输出样本； 因此，周期均值就是八个连续输出样本的平均值。如果器 件重新配置，使得RCLK频率等于fSO/4，那么周期均值就是 四个连续输出样本的平均值。 转换增益 转换增益计算如下： 转换增益 = 2 相位测量传递函数 图15显示θREL从0°扫描至360°时，1 V rms输入正弦波的输出 周期均值。 1.2 1.0 +Q2 0.8 0.6 CYCLE MEAN VALUE V IN 其中： I是失调校正后的周期均值，PHASE90位 = 0。 Q是失调校正后的周期均值，PHASE90位 = 1。 VIN是输入电压的有效值。 RCLK 100 150 200 250 300 350 INP/INN 12295-009 PHASE (Degrees) RELATIVE PHASE = 37° 0 –0.2 –0.4 –0.8 相对相位(θREL) 相对相位是INN/INP输入端正弦波的上升正过零相对于 RCLK下一个上升沿的相位差。 50 83° 0.2 –0.6 失调校正周期均值 = 周期均值 – 输出失调。 0 0.4 图14. 显示相对相位的示例(θREL ，37°) Rev. 0 | Page 10 of 24 –1.0 –1.2 0 45 90 135 180 225 270 315 RELATIVE PHASE (θREL ) 图15. 相位传递函数(相位延迟83°，1 V rms输入) 360 12295-010 I 相位延迟(°θDELAY) 相位延迟是产生零周期均值输出的相对相位(θREL)，输入正 弦波的频率等于fRCLK。相位延迟是对应于相位测量传递函 数正过零的相对相位。 ADA2200 工作原理 ADA2200是一款同步解调器和可调谐滤波器，采用采样模 拟技术(SAT)。同步解调器——亦称为锁相放大器——可在 噪声干扰幅度数倍于信号幅度的情况下实现小交流信号的 精确测量。同步解调器使用相位灵敏度检测来隔离特定参 考频率和相位下的信号分量。若频率偏离参考频率，则可 轻松抑制这些频率下的噪声，不会对测量产生太大影响。 载波信号(fMOD)激励此传感器。这样会将传感器测量物理参 数所产生的信号移位至载波频率。这种移位可以将所需信 号置于噪声较低的频带内，改善测量精度。带通滤波器 (BPF)可移除部分带外噪声。同步解调器(或混频器)将信号 频率移位回直流。最后一级的低通滤波器移除大部分余下 的噪声。图17和图18显示同步解调器中各点的信号频谱。 SAT在电荷共享的基础上工作。采样模拟信号是一个逐步 连续信号，未经过幅度量化处理。它与ADC的采样信号相 冲突，后者成为一个具有量化幅度的离散时间信号。 NOISE AT A 采用SAT，则输入信号可通过在采样时刻保持电容上的电 压实现采样。随后便可通过电容之间进行电荷分享，在模 拟域内执行基本信号处理。ADA2200集成一个模拟域低通 抽取滤波器、一个可编程IIR滤波器和一个混频器。如果对 信号进行数字化处理，则这些特性组合可以降低ADC采样 速率以及下游数字信号处理要求。 NOISE AT B SENSOR SIGNAL AT A, B ADA2200输出还可用于全模拟信号路径。在这些应用中， 可在信号路径的ADA2200之后加一个重构滤波器。 12295-018 PHYSICAL PARAMETER fREF 同步解调基础知识 图17. 解调前的同步解调器输出频谱 相比其他方法，在传感器信号调理技术中采用同步解调可 获得更佳的灵敏度。同步解调增加了两个重要优势，可在 有噪声存在的情况下恢复小传感器输出信号。第一个优势 是加入了激励信号，可将传感器输出信号转移到较低的噪 声频带内。第二个优势是同步解调可实现简单的低通滤波 器，移除绝大部分的剩余干扰噪声成分。 SENSOR SIGNAL AT C, D 图16显示的是一个基本同步解调系统，用来测量传感器 输出。 NOISE AT C A SENSOR BPF B fREF NOISE 图16. 基本同步解调器框图 C D LPF fREF 12295-017 PHYSICAL PARAMETER 12295-019 NOISE AT D fMOD 图18. 解调后的同步解调器输出频谱 相位灵敏度检测 同步解调使用相位灵敏度检测原理，将目标信号与干扰信 号分离。图16中，混频器执行相位灵敏度检测。混频器输 出端(C)的信号是参考信号与传感器输出端(B)滤波信号的 乘积。如果参考信号是一个正弦波，则物理参数为常数， 系统中不存在噪声。BPF输出端的信号是正弦波，表示为： VBsin(ωREFt + ϕB) Rev. 0 | Page 11 of 24 ADA2200 抽取滤波器 混频器输出(如果部署成乘法器)为： ½VBVREFcos(ϕB − ϕREF) − ½VBVREFcos(2ωREFt + ϕB + ϕREF) 时钟信号分频器(CLKIN之后)决定抽取滤波器的输入采样 频率fSI。抽取滤波器每八个输入样本产生一个滤波样本。 图20显示抽取滤波器的宽带频率响应。由于滤波器操作的 是采样数据，滤波器的镜像频率是输入采样速率fSI的倍数。 抽取滤波器的阻带起始位置为输出数据速率fSO的一半左右。 由于镜像通带在fSI周围，因此通带内fSI周围任何干扰信号 都会混叠至直流，并且无法将其从低频输入信号中区分 开来。 该信号是一个直流信号，以及一个两倍于参考频率的交流 信号。如果LPF足以移除交流信号，则LPF输出端(D)的信 号为： ½VBVREFcos(ϕB − ϕREF) LPF输出的直流信号与BPF输出端(B)的信号幅度以及相位 成正比。保持输入幅度不变时，LPF输出使能，并可用来 测量相位。保持输入相位不变时，LPF可用来测量幅度。 若要保存ADA2200的全动态范围，应使用输入抗混叠滤波 器(如果频率高于7.5 fSI的噪声不低于目标频率噪底)。对于抗 混叠滤波器而言，通常使用一阶低通滤波器就足够了。 注意，参考信号无需采用纯正弦波。激励信号和解调信号 必须只能共享一个公共频率和相位，才能实现相位灵敏度 检测。在某些应用中，可以直接使用ADA2200 RCLK输出的 方波。 在ADA2200内部，并非通过将REFCLK信号与输入信号相 乘实现解调，而是通过在半采样输出周期内保持输出不变 而实现的。此操作类似于输入信号的半波解调。有关使用 此功能进行信号检测的更多信息，请参见“应用信息”部分。 f 0.5fSO ADA2200架构 ADA2200的信号路径由高阻抗输入缓冲器后接一个固定低 通滤波器(FIR抽取滤波器)、一个可编程IIR滤波器、混频 器功能以及差分引脚驱动器组成。图19显示ADA2200的详 细框图。信号处理模块全部采用电荷共享技术实现。 10 LPF PROGRAM FILTER fMOD CLOCK GEN SYNCO ÷8 0 OUTN –10 VOCM 90° –20 VCM RCLK/SDO CONTROL REGISTERS GND SPI BOOT FROM EEPROM (I2C) RST BOOT SCLK/SCL SDIO/SDA CS/A0 12295-020 XOUT ÷2m ÷2n+1 fSO OUTP 图19. ADA2200架构 –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90 0 fSO/4 fSO/2 3fSO/4 FREQUENCY 图21. 抽取滤波器传递函数，fSI = 800 kHz Rev. 0 | Page 12 of 24 fSO 12295-022 8 GAIN (dB) INP CLKIN 7.5fSO 8.5fSO 8fSO = fSI 图21显示抽取传递函数一个更窄的带宽视图。抽取滤波器 的阻带起始位置为输出采样速率的一半左右。抽取器低通 滤波器的阻带抑制约为55 dB。抽取滤波器的通带扩展至输 出采样速率的1/4，或者抽取器输入采样速率的1/32。 ADA2200 fSI 2fSO 图20. 抽取滤波器频率响应 VDD INN fSO 12295-021 fSI – f fSI + f ADA2200 IIR滤波器 表8. 全通滤波器的IIR系数 IIR模块输出采样速率fSO等于输入采样速率fSI的1/8。默认 情况下，IIR滤波器配置为带通滤波器，中心频率为f SO/8 (fSI/64)。此频率对应默认混合频率，确保通带中心的输入 信号向下混频至直流。 寄存器 0x0011 0x0012 0x0013 0x0014 0x0015 0x0016 0x0017 0x0018 0x0019 0x001A 0x001B 0x001C 0x001D 0x001E 0x001F 0x0020 0x0021 0x0022 0x0023 0x0024 0x0025 0x0026 0x0027 图22显示IIR滤波器的默认频率响应。 10 0 GAIN (dB) –10 –20 –30 –50 0 0.25 0.50 0.75 NORMALIZED FREQUENCY (Hz/Nyquist) 1.00 12295-023 –40 图22. 默认IIR滤波器频率响应(fSO /8 BPF) 如果需要，IIR可编程为不同的频率响应。寄存器0x0011至 寄存器0x0027包含的系数值可编程设置滤波器响应。若要 编程滤波器，应首先将需要的系数载入配置寄存器(寄存器 0x0011至寄存器0x0027)。然后，可通过向寄存器0x0010写 入0x03来加载系数。 加载表8中的系数，可将IIR滤波器配置为全通带工作模式。 数值 0xC0 0x0F 0x1D 0xD7 0xC0 0x0F 0xC0 0x0F 0x1D 0x97 0x7E 0x88 0xC0 0x0F 0xC0 0x0F 0xC0 0x0F 0x00 0x0E 0x23 0x02 0x24 混频器 ADA2200通过在半个RCLK周期内保持输出样本不变，执 行混频功能。这与半波整流功能类似，不过输出不在半个 输出周期内返回至零，而是保持上一个样本值。 默认配置下，每个RCLK周期有八个输出样本周期。当 RCLK信号为高电平时，有四个更新输出样本。当RCLK为 低电平时，第四个更新样本将在四个额外输出样本周期内 保持不变。默认配置下的输出样本时序如表4所示。 RCLK分频器RCLK DIV [1:0]可设置为将fSO进行4分频。选定 此模式后，每个RCLK周期有四个输出样本周期。当RCLK 信号为高电平时，输出两个样本。当RCLK为低电平时， 第二个更新样本将在两个额外输出样本周期内保持不变。 混频器可旁路。旁路混频器后，输出将在每个输出样本周 期内产生一个更新样本。 Rev. 0 | Page 13 of 24 ADA2200 移相器 时钟选项 通过写入寄存器0x002A的PHASE90位，可相对于RCLK改 变输出样本时序。选择替代时序选项后，两个输出样本在 RCLK低电平时更新，另外两个在RCLK高电平时更新。在 RCLK高电平时更新的第二个样本将额外保持四个输出样 本周期。时序图如图5所示。 ADA2200提供多种时钟选项，便于系统集成。 时钟分频器 ADA2200集成一对片内时钟分频器，用来产生系统时钟。 输入时钟分频器CLKIN DIV[2:0]通过对CLKIN信号进行分频 处理，设置抽取器的输入采样速率(fSI)。CLKIN DIV[2:0]数 值可设为1、16、64或256。 很多情况下，施加90°相移很有用。它能让一对ADA2200器 件执行同相和正交解调。在控制系统中，90°相移还可用来 选择合适的误差信号输出。 输出采样速率(fSO)始终等于抽取器输入采样速率的1/8。 RCLK分频器RCLK DIV[1:0]通过将fSO进行4或8分频，设置 混频器频率fM(同时也是RCLK的频率)。 同步脉冲输出 ADA2200产生输出脉冲(SYNCO)，可供微处理器或者直接 供 ADC使 用 ， 以 执 行 一 次 ADA2200输 出 的 模 数 转 换 。 SYNCO信号确保在ADA2200输出采样窗口期间的最佳时刻 进行ADC采样。 ADA2200的一个输出样本长度为8个fSI时钟周期。SYNCO 脉冲宽度为1个fSI时钟周期。如图24所示，SYNCO脉冲可 编程出现在16个不同时序偏置的某一处。时序失调间隔为 ½ fSI时钟周期间隔，范围为整个输出采样窗口。 (A) 可反转SYNCO脉冲，或者禁用SYNCO输出。SYNCO时序 生成操作的配置设置位于寄存器0x0029。 INx, OUTx SYNCO (0) SYNCO (1) SYNCO (14) SYNCO (15) CLKIN 0 2 4 6 8 10 12 图24. 相对于OUTP/OUTN、INP/INN和CLKIN的SYNCO输出时序 Rev. 0 | Page 14 of 24 12295-025 (B) 图23. 相对于RCLK的输出样本时序； (A) PHASE90 = 0 (B) PHASE90 = 1 12295-024 SYNCO (13) ADA2200 输入和输出放大器 差分配置 单端配置 在差分模式下使用ADA2200可以利用器件的全部动态范围， 提供最佳的噪声性能和共模抑制性能。 如需单端输入配置，则输入信号必须在中间电源附近具有 共模电压。将其他输入去耦至输入信号的共模电压。 注意，INP和INN输入之间的共模电平差异会导致器件内 部产生失调电压。哪怕BPF移除失调，也应当最大程度降 低失调，以避免降低器件内部的可用信号摆幅。 对于单端输出，可以使用OUTP或OUTN。保持不使用的 输出悬空。 Rev. 0 | Page 15 of 24 ADA2200 应用信息 ADA2200输出端上的信号取决于施加到其输入端的幅度以 及相对相位。幅度或相位已知且不变的情况下，任何输出 变化都可归因于调制参数。因此，当输入端的相对相位不 变时，ADA2200执行幅度解调。幅度恒定时，ADA2200执 行相位解调。 采样和解调过程会向输出信号引入额外的频率成分。若 ADA2200的输出信号用于模拟域中，或者以与ADA2200采 样时钟异步的方式进行采样，则这些高频成分可通过在 ADA2200后面接一个重构滤波器而移除。 如果ADA2200输出以与ADA2200输出采样速率异步的方式 采样，则无需使用模拟重构滤波器，因为ADC自身便可抑 制采样伪像。解调过程引入的频率伪像可通过数字滤波器 移除。 相位灵敏度还随相对相位而变。当θREL = 83°时，灵敏度最大。 因此，当输入信号的相对相位等于±45°相位延迟时，具有 最佳测量范围。该范围下的增益最高，因此测得的信噪比 也最大。在此范围内操作，则相对相位的变化最不敏感。 在相对相位等于−135°至−225°相位延迟的情况下操作，则 可提供同样的增益和测量精度，但符号相反。 采用4 V p-p差分输入操作，且相对相位等于相位延迟，则 相位灵敏度为36.6 mV/°θREL。 幅度和相位测量 若幅度和输入信号的相对相位均为未知，则有必要获取信 号的正交部分，确定其幅度、相对相位(或两者)。这两个 信号分量称为信号的同相(I)和正交(Q)分量。 带有两个已知矩形分量的信号以矢量或向量表示，分别对 应幅度和相位(见图25)。 幅度测量 II 如果ADA2200输入信号的相对相位保持不变，则输出幅度 直接与输入信号幅度成正比。注意，信号增益与输入信号 的相对相位成函数关系。图15显示周期平均输出和相对相 位的关系。周期平均输出电压为： I Q A θ I 1.05 ×VIN(RMS) × sin(θREL − θDEL) III 因此，最高增益——进而最大信噪比测量便可在ADA2200 采用θREL = θDEL + 90° = 173°工作时实现。在此θREL数值下操 作，则对相对相位的变化最不敏感。采用θREL = θDEL − 90° = −7° 进行操作可提供同样的增益和测量精度，但符号相反。 相位测量 如果ADA2200输入信号幅度保持不变，则输出幅度与输入 信号的相对相位成函数关系。相对相位测量如下： θREL = sin−1(VCYCLEMEAN/(转换增益 × VIN(RMS))) + θDEL = 图25. 信号的矩形和极性表示 如果在测量持续期间信号幅度保持基本不变，则可以同时 测量信号的I和Q分量，方法是在两个连续测量之间切换 PHASE90位。若要测量I分量，可将PHASE90位设为0。若 要测量Q分量，可将PHASE90位设为1。 获取I和Q分量后，便可分离幅度和相位变化的影响。然 后，使用下式计算幅度和相对相位： sin−1(VCYCLEMEAN/(1.05 × VIN(RMS))) + θDEL A= 注意，输出电压直接与输入信号幅度成比例。满量程输入 信号提供最大的相位灵敏度(V/°θREL)，进而提供最高的测 量信噪比。 IV 12295-026 VCYCLEMEAN = 转换增益 × VIN(RMS) × sin(θREL − θDEL) = I 2 + Q2 θ REL = cos –1 Q A + θ DEL   或者： θ REL = sin –1  I A + θ DEL   Rev. 0 | Page 16 of 24 ADA2200 反正弦函数或反余弦函数可对信号相对相位与测量角度的 关系进行线性化。由于反正弦和反余弦仅在两个象限内定 义，因此必须考虑I和Q的符号，以便在整个360°范围内映 射可能的相对相位值。不建议使用反正切函数，因为随着 计算相位接近±90°，相位测量会对噪声极为敏感。 图26显示的是总吞吐速率为1 MHz的8通道系统。ADA2200 以1 MSPS速率对每个通道进行采样，并以每通道125 kHz输 出采样速率产生滤波样本。AD7091R-8是一款8通道、1 MHz ADC，集成多路复用输入，能以125 kHz在8个通道间循环， 产生1 MHz总输出采样速率。 模拟输出系统 1MHz SAMPLE CLOCK CH2 模拟重构滤波器带宽决定模拟输出的解调带宽。在噪声和 解调带宽之间存在直接取舍关系。因此，建议保证重构滤 波器的截止频率尽可能低，同时最大程度减少目标解调信 号的衰减。 CH8 与数模转换器(DAC)类似，ADA2200的输出是逐步连续输 出。在数倍于fSO的频率下，该波形包含所需信号的正镜像 和负镜像。大部分情况下，镜像属于干扰噪声分量，必须 衰减。 输出频谱中，最低频率镜像出现在fSO − fIN频率处。sin(x)/x滚 降可消除镜像幅度。为满足系统精度要求，可能需要额外 进行低通滤波，以便移除输出采样镜像。 与ADC接口 建立时间考虑因素 如果ADC对ADA2200输出进行相干采样，则设计输出滤波 器时需保证输出采样于ADC采样之前建立。输出滤波器无 需移除ADA2200产生的采样镜像。ADC采样过程中便可抑 制镜像。 ADA2200 CH1 重构滤波器 CLK0 SYNCO ADA2200 ADA2200 IRQ AD7091R-8 8:1 MUX 12-BIT ADC CS SCLK DOUT DIN CS SCLK MISO MOSI MICROCONTROLLER SEQUENCER 8 CHANNELS SIMULTANEOUSLY SAMPLED AT 125kHz EACH SIMULTANEOUS SAMPLING AND FILTERING 12295-028 若ADA2200的输出信号用于模拟域中，或者以与ADA2200 采样时钟异步的方式进行采样，则可能需要使用重构滤波器。 CLKIN 图26阿 8通道同步采样应用中的ADA2200 锁相放大器应用 图27显示的是锁相放大器应用中的ADA2200。80 kHz主时钟 信号设置抽取滤波器的输入采样速率fSI。输出采样速率为 10 kHz。默认配置下，RCLK产生的激励信号为1.25 kHz。它 同时也是片内IIR滤波器的中心频率。 很多情况下，RCLK信号经过缓冲，以便向传感器提供方 波激励信号。可能还需进一步信号调理，才能用它来向传 感器提供正弦波激励信号。 低噪声仪表放大器可提供足够的增益来放大信号，以便 ADA2200的输入信号噪底高于ADA2200和参考ADA2200输 入的ADC组合噪底。 3.3V 时钟同步 MASTER CLOCK VDD CLKIN SYNCO RCLK/SDO ADA2200 SENSOR EXCITATION CONDITIONING AD8227 多通道ADC DUT OR SENSOR 在需要同步采样的多通道系统中，ADA2200可提供独立通 道编程滤波和同步采样功能。 INP INN VOCM OUTP AD7170 OUTN GND REF AD8613 12295-029 SYNCO输出可以直接触发ADC的采样过程，另外微控制器 也可使用SYNCO调节ADC的采样时间。调节SYNCO脉冲 时序可最大化ADA2200输出建立于ADC采样以前的可用 时间。 图27. 锁定放大器应用 默认模式下，ADA2200在每个激励(RCLK)信号周期内产生 八个输出样本。有四个独特的输出样本值。第四个样本值 出现在五个连续输出采样周期的输出中。 Rev. 0 | Page 17 of 24 ADA2200 实现最优测量精度、带宽和吞吐速率的输出样本数字化处 理可以有多种方式。一种方法是对八个样本求和，并返回 某个数值。移动平均滤波器可降低返回值的噪底。移动平 均滤波器的长度由噪底和建立时间要求决定。 功耗 与微控制器接口 图30显示ADA2200在2.7 V和3.3 V电源电压下测得的典型吸 电流，而输入时钟变化范围为1 kHz至1 MHz，CLKIN DIV [2:0] = 1。采用3.3 V电源时，吸电流可估算如下： 图28显示采用低功耗微控制器ADuCM361驱动的基本电路 配置。该例中，ADA2200降低8倍ADC采样速率，并减少 后续微处理器的信号处理要求。 500 P1.2 P0.6/IRQ2 RST BOOT P1.1 P1.0 CS/A0 SDIO/SDA RCLK/SDO SCLK/SCL 450 VREF– AGND ADA2200 VOCM CLKIN XOUT SYNCO 475 425 DVDD_REG AVDD_REG 0.47µF ×2 P0.3/CS1 P1.7/CS0 P1.6/MOSI0 P0.0/MISO1 P1.4/MISO0 P0.2/MOSI1 P1.5/SCLK0 P0.1/SCLK1 TO HOST, MEMORY OR INTERFACE NOTES 1. SOME PIN NAMES OF THE ADuCM361 HAVE BEEN SIMPLIFIED FOR CLARITY. 350 2.7V 300 275 250 0 200 400 600 800 1000 CLKIN FREQUENCY (kHz) EEPROM引导配置 图29显示了一个带有EEPROM引导的ADA2200独立配置。 CLKIN和XOUT之间的标准振荡器电路产生时钟信号。在 上电复位(POR)期间保持BOOT低电平可迫使ADA2200从预 编程EEPROM加载其配置。在器件未复位时拉低BOOT引 脚也能从EEPROM进行引导。 3.3V VDD ADA2200 INP OUTP INN OUTN VOCM RCLK/SDO OUTPUT EXCITATION 3.3V RST BOOT CS/A0 CLKIN SCLK/SCL SDIO/SDA XOUT GND EEPROM* SCL A0 SDA A1 A2 *AT24C02 OR EQUIVALENT 12295-031 3.3V 375 325 图28. 完全可编程配置：与低功耗微控制器接口 INPUT 3.3V 400 IDD (µA) AIN1 12295-030 AIN0 OUTN +VS 0.47µF VREF+ AVDD IOVDD 图29. 独立配置 Rev. 0 | Page 18 of 24 图30. 典型吸电流与CLKIN频率的关系(VDD = 2.7 V和3.3 V) 12295-032 ADuCM361 VDD INP OUTP GND IDD = 290 × 0.2 × fCLKIN µA 其中，fCLKIN以kHz表示。 3.3V INN ADA2200吸取的电流主要由两部分组成：放大器偏置电流 和开关电容电流。放大器电流与时钟频率无关；开关电容 电流直接与fSI成正比。 ADA2200 器件配置 ADA2200集成多个寄存器，可编程定制器件的工作情况。 有两种方法可以编程设置寄存器：器件可通过串行端口接 口编程，或者使用I2C主机从串行EEPROM中读取配置。 串行端口操作 串行端口是一种灵活的同步串行通信端口，可以很方便地 与多种工业标准微控制器和微处理器接口。该串行I/O兼 容大多数同步传输格式，包括Motorola SPI和Intel® SSR协议。 此接口可进行读/写操作，访问所有ADA2200配置寄存器。 它支持单字节和多字节传输，以及MSB优先和LSB优先传 输格式。该串行端口接口可以配置为单引脚I/O (SDIO)，或 者配置为两个单向输入和输出引脚(SDIO和SDO)。 ADA2200的通信周期有两个阶段。第一阶段是指令周期(将 指令字节写入器件)，与前16个SCLK上升沿重合。指令字 节向串行端口控制器提供有关数据传输周期(即通信周期第 二阶段)的信息，明确即将发生的数据传输是读操作还是写 操作，以及数据传输中第一个字节的起始寄存器地址。各 通信周期的前16个SCLK上升沿用于将指令字节写入器件。 当CS/A0引脚由逻辑高电平变为逻辑低电平时，串行端口 时序复位到指令周期的初始状态。从此状态开始的16个 SCLK上升沿代表当前I/O操作的指令位。 其余SCLK边沿用于通信周期的第二阶段。第二阶段是器件 与系统控制器之间发生实际数据传输的阶段。通信周期第 二阶段可以传输一个或多个数据字节。写入每个传输字节 的最后一位后，寄存器立即改变。 数据格式 指令字节包含的信息如表9所示。 表9. 串行端口指令字节 MSB I15 R/W I14 A14 I13 A13 I12 A12 … … I2 A2 I1 A1 LSB I0 A0 读/写(指令字节位15)决定指令字节写周期结束后是进行读 操作还是写操作。逻辑1表示读操作，而逻辑0表示写操作。 指令字节的A14至A0、位14至位0决定通信周期数据传输阶 段要访问的寄存器。对于多字节传输，A14是起始字节地 址 。 其 余 寄 存 器 地 址 由 器 件 根 据 LSB优 先 位 (寄 存 器 0x0000，位6)产生。 串行端口引脚功能描述 串行时钟(SCLK/SCL) 串行时钟引脚用于同步输入/输出器件的数据，并运行内部 状态机。SCLK的最大频率为20 MHz。所有数据输入记录在 SCLK信号的上升沿。所有数据都在SCLK信号的下降沿输出。 片选(CS/A0) 它是一个低电平有效输入，用于启动并选通一个通信周期。 它支持多个器件使用相同的串行通信线路。当CS/A0引脚 为高电平时，SDO和SDIO信号处于高阻抗状态。在整个通 信周期中保持CS/A0引脚低电平。 串行数据I/O (SDIO/SDA) 向器件写入数据必须通过此引脚进行。不过，该引脚也能 作为双向数据线使用。此引脚的配置由寄存器0x0000的位3 和位4控制。默认为逻辑0，即将SDIO/SDA引脚配置为单 向数据线路。 串行数据输出(RCLK/SDO) 如果ADA2200配置为四线式SPI操作，则此引脚可用作串行 数据输出引脚。如果器件配置为三线式SPI操作，则此引脚 可用作参考时钟(RCLK)信号的输出。将RCLK选择位(寄存 器0x002A，位3)设为高电平可激活RCLK信号。 串行端口选项 该串行端口支持MSB优先和LSB优先两种数据格式。此功 能由LSB优先位控制(寄存器0x0000，位6)。默认是MSB优 先(LSB优先 = 0)。 当LSB优先位 = 0(MSB优先)时，指令和数据位必须按照从 MSB到LSB的顺序写入。采用MSB优先格式的多字节数据 传输由一个包括高数据字节寄存器地址的指令字节开始。 后续数据字节必须按照从高地址到低地址的顺序传输。在 MSB优先模式下，多字节通信周期每传输一个数据字节， 串行端口的内部字节地址产生器便递减1。 当LSB优先位 = 1时，指令和数据位必须按照从LSB到MSB的 顺序写入。采用LSB优先格式的多字节数据传输由一个包 括最低有效数据字节寄存器地址的指令字节开始。后续数 据字节必须按照从低地址到高地址的顺序传输。在LSB优 先模式下，多字节通信周期每传输一个数据字节，串行端 口的内部字节地址产生器便递增1。 如果MSB优先模式有效，数据地址将在多字节寄存器访问 的每个连续读取或写入操作时递减。如果LSB优先模式有 效，数据地址将在多字节寄存器访问的每个连续读取或写 入操作时递增。 Rev. 0 | Page 19 of 24 ADA2200 INSTRUCTION CYCLE DATA TRANSFER CYCLE CS SDIO R/W A14 A13 A3 A2 A1 A0 D7N D6N D5N D30 D20 D10 D00 12295-033 SCLK 图31. 串行端口接口时序(MSB优先) INSTRUCTION CYCLE 此外，EEPROM状态寄存器的LSB表示加载周期是否已完 成。逻辑1表示成功完成加载周期。逻辑0表示加载周期中 超时冲突的发生次数。若发生超时事件，或者成功从存储 器周期加载，则ADA2200 I2C主机接口禁用，同时ADA2200 SPI 接口重新使能，允许用户与器件之间进行通信。 加载周期在10,000个CLKIN(或根据CLKIN DIV[2:0]中的当 前值进行分频的CLKIN，如果加载周期由BOOT引脚发起) 时钟周期内完成。 DATA TRANSFER CYCLE CS 双通道配置/双通道器件存储器加载 SDIO A0 A1 A2 A12 A13 A14 R/W D00 D10 D20 D4N D5N D6N D7N 12295-034 SCLK 图32. 串行端口接口时序(LSB优先) 从EEPROM引导 器件可通过内部I2C主机从EEPROM加载内部寄存器，从而 定制ADA2200的操作。若要使能此功能，用户必须控制 RST引脚或BOOT引脚。无论何种情况，器件仅在完成复 位且主时钟有效时，才会从EEPROM引脚。 使能存储器加载 CS/A0引脚允许单个EEPROM器件支持单个ADA2200器件 的双通道配置，或两个不同ADA2200器件的不同配置。为了 确保可靠操作，应在引导前将CS/A0引脚设为所需状态， 然后在整个引导持续期间保持该状态。 若要配置单个ADA2200器件，EEPROM必须具有能够支持 至少32个字的字页面大小，每个字占8位。若要支持两个 器件，或者单个器件的双通道配置，EEPROM必须提供至 少两个字页面。ADA2200针对每个器件的配置数据必须在 单个字页面内分配至EEPROM存储器。 使用带有EEPROM加载的SPI主机 可通过两种方式从EEPROM引导。 若 要 从 BOOT引 脚 加 载 ， 器 件 必 须 已 复 位 ， 并 且 拉 低 BOOT引脚至少两个主时钟周期。启动加载后，引导过程 便与BOOT引脚状态无关。若要启动后续引导，必须拉高 BOOT引脚，然后将其拉低并保持至少两个主时钟周期。 若要从RST引脚加载，则必须拉低BOOT引脚。RST引脚可 连接高电平，从而使ADA2200在上电且完成内部POR周期 后，从EEPROM加载。若要启动后续引导，可对ADA2200 执行电源周期，或者拉低RST引脚，然后再次拉高。 从存储器周期加载需在ADA2200和EEPROM器件之间使用 I2C通信总线；然而，完成存储器周期加载后，依然可通过 SPI接口控制ADA2200。建议CS/A0引脚在存储器周期加载 之后、第一个SPI读取或写入命令之前返回逻辑高电平。这 样可以让用户确保在发出SPI读/写命令前，经过了一段适 当的建立时间(见表2)。 ADA2200从EEPROM加载时，禁用SPI接口。 从存储器周期加载 ADA2200读取EEPROM的前28个字节。前27个字节表示需 载入寄存器0x0011至寄存器0x0027的内容。字节28包含 EEPROM中存储的校验和。 ADA2200计算回读的前27个字节校验和，然后将结果与 EEPROM中的校验和进行比较。ADA2200计算的校验和可 通过读取EEPROM校验和寄存器(寄存器0x002E)访问。如 果ADA2200校验和匹配EEPROM中存储的校验和，则从 EEPROM加载成功。从EEPROM加载成功或失败的状态记 录在EEPROM状态寄存器中(寄存器0x002F)。 Rev. 0 | Page 20 of 24 ADA2200 器件配置寄存器映射和描述 表10. 器件配置寄存器映射1 地址(十六 进制) 0x0000 寄存器名称 串行接口 位7 复位 位6 LSB优先 位5 地址递增 位4 SDO有效 0x0006 芯片类型 0 0 0 0 0x0010 0x0011至 0x0027 滤波器选通 滤波器配置 0 0 0 0 系数[7:0] 0 0 0x0028 模拟引脚 配置 X X X X X X 0x0029 同步控制 X X 0x002A 解调控制 X PHASE90 SYNCO 输出使能 X SYNCO 反转 混频器 使能 0x002B 时钟配置 数字引脚 配置 X X X X X X 内核复位 校验和 X X X 0x002E 0x002F EEPROM状态 X X X 0x002C 0x002D 1 2 X 位3 位2 SDO有效 地址递增 位1 LSB优先 默认值2 0x00 位0 复位 0x00 (只读) 0x00 见表11 芯片版本[3:0] 加载系数[1:0] INP增益 0x00 时钟源选择 SYNCO边沿选择[3:0] RCLK 选择 CLKIN DIV[2:0] X X X X 校验和值[7:0] X X 0x2D VOCM选择[2:0] X 0x18 RCLK DIV[1:0] RCLK/SDO 输出使能 0x02 0x01 X X 内核复位 0x00 N/A (只读) 校验和失败 校验和 通过 完成从 N/A EEPROM引导 (只读) X表示无关。 N/A表示不适用。 表11. 器件配置寄存器描述 名称 串行接口 芯片类型 地址 (十六进制) 0x0000 0x0006 位 7 位名称 复位 6 LSB优先 5 地址递增 4 SDO有效 3 2 1 0 [3:0] SDO有效 地址递增 LSB优先 复位 芯片版本[3:0] 说明 向此位写入1可复位器件。器件将一直处于复位模式， 直到向此位写入0。所有配置寄存器返回默认值。 串行端口通信是LSB优先还是MSB优先。 0 = MSB优先。 1 = LSB优先。 控制用于多字节寄存器访问的地址递增模式。 0 = 地址递减。 1 = 地址递增。 四线式SPI选择。 0 = SDIO用作双向输入/输出。SDO信号禁用。 1 = SDIO仅用作输入。SDO信号有效。 此位是寄存器0x0000位4的镜像。 此位是寄存器0x0000位5的镜像。 此位是寄存器0x0000位6的镜像。 此位是寄存器0x0000位7的镜像。 芯片版本号。 Rev. 0 | Page 21 of 24 默认值1 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 ADA2200 名称 滤波器选通 地址 (十六进制) 0x0010 位 [7:0] 位名称 加载系数[1:0] 0x0011 0x0012 0x0013 0x0014 0x0015 0x0016 0x0017 0x0018 0x0019 0x001A 0x001B 0x001C 0x001D 0x001E 0x001F 0x0020 0x0021 0x0022 0x0023 0x0024 0x0025 0x0026 0x0027 0x0028 [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] [7:0] 1 0 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] 系数[7:0] INP增益 时钟源选择 同步控制 0x0029 5 4 [3:0] SYNCO输出使能 SYNCO反转 SYNCO边沿选择 解调控制 0x002A 6 PHASE90 4 3 混频器使能 RCLK选择 [2:0] VOCM选择 滤波器配置 模拟引脚 配置 说明 从0切换到1时，配置寄存器0x0011至寄存器0x0027中的滤波器 系数载入IIR滤波器。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 可编程滤波器系数。 1 = 仅对INP输入信号采样。在信号路径上额外施加6 dB增益。 0 = 器件配置为如果晶振或谐振器放置在XOUT与CLKIN引脚之间 则生成时钟。 1 = 器件配置为接受CLKIN引脚上的CMOS电平时钟。内部XOUT 驱动器禁用。 1 = 使能SYNCO输出焊盘驱动器。 1 = 反转SYNCO信号 这些位为相对于输出采样窗口的SYNCO脉冲选择16个不同边沿 位置之一。详情参见图24。 1 = 延迟RCLK输出与控制混合信号的选通之间的相位。详情参 见图23。 1 = RCLK有效时获取的最后一个样本将在RCLK无效期间保持。 0 = 将SDO信号通过引脚13发送到输出器件。 1 = 将RCLK信号通过引脚13发送到输出器件。 000 = 将VOCM引脚设为VDD/2。低功耗模式。 001 = 使用外部基准电压源驱动VOCM。 010 = 将VOCM引脚设为VDD/2。快速建立模式。 101 = 将VOCM引脚设为1.2 V。 Rev. 0 | Page 22 of 24 默认值1 00 0xC022 0x0F2 0x1D2 0xD72 0xC02 0x0F2 0xC02 0x0F2 0x1D2 0x972 0x7E2 0x882 0xC02 0x0F2 0xC02 0x0F2 0xC02 0x0F2 0x002 0xE02 0x232 0x022 0x242 0 0 1 0 1101 0 1 1 000 ADA2200 名称 时钟配置 地址 (十六进制) 0x002B 位 [4:2] 位名称 CLKIN DIV[2:0] 说明 fCLKIN和fSI之间的分频系数。 000 = 1分频。 001 = 16分频。 010 = 64分频。 100 = 256分频。 默认值1 000 [1:0] RCLK DIV[1:0] 这些位设置fSO和fM之间的分频系数。 00 = 保留。 01 = RCLK频率为fSO/4。 10 = RCLK频率为fSO/8。 11 = 保留。 1 = RCLK/SDO输出焊盘驱动器使能。 10 数字引脚 配置 内核复位 0x002C 0 RCLK/SDO输出使能 0x002D 0 内核复位 校验和 0x002E [7:0] 校验和值[7:0] EEPROM 状态 0x002F 2 1 校验和失败 校验和通过 0 完成从EEPROM引导 2 1 = 复位器件内核。保留SPI寄存器值。该操作不会发起EEPROM 引导。 0 = 内核复位解除置位。 这是ADA2200计算的8位校验和，针对从EEPROM中读取的数据 执行。 1 = 计算校验和与EEPROM读取的校验和字节不匹配。 1 = 计算校验和与EEPROM读取的校验和字节匹配。 1 = 完成从EEPROM引导。 0 = 从EEPROM引导超时。开始引导后等待10,000个时钟周期， 以便检查引导是否完成。 N/A表示不适用。 列出的滤波器系数是复位时滤波器编程设置的默认值。寄存器回读的数值为0x00。 VDD ADA2200 INP INN BPF OUTP 8 0x0028[1] S/H fNYQ/4 LPF 0x0024 TO 0x0027 OUTN VOCM 0x002A[4] 0 VOCM GEN 1 0x002A[6] 0x002B[4:2] CLKIN fCLKIN TRI {000,001,010,100} ÷ {1,16,64,256} fSI ÷8 SYNC GEN {1,0} ÷ {4,8} 1 90° fM CLKIN 1 ÷32 RCLK/SDO SDO EN 0 EN 0x002C[0] 0x002A[3] 0x0029[3:0] EN 1 0 RCLK 0x0029[4] 0x0028[0] XOUT fSO 0x002A[2:0] 0 0x002B[0] CONTROL REGISTERS SPI/I2C MASTER 0x0029[5] SYNCO 图33. 详细框图 Rev. 0 | Page 23 of 24 RST BOOT SCLK/SCL SDIO/SDA CS/A0 12295-037 1 1 0 N/A N/A N/A N/A ADA2200 外形尺寸 5.10 5.00 4.90 16 9 4.50 4.40 4.30 6.40 BSC 1 8 PIN 1 1.20 MAX 0.15 0.05 0.30 0.19 0.65 BSC COPLANARITY 0.10 0.20 0.09 SEATING PLANE 8° 0° 0.75 0.60 0.45 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB 图34. 16引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP] (RU-16) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1 ADA2200ARUZ ADA2200ARUZ-REEL7 ADA2200-EVALZ ADA2200SDP-EVALZ 1 温度范围 −40°C至+85°C −40°C至+85°C 封装描述 16引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP] 16引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP] 带EEPROM引导的评估板 带SDP-B接口选项的评估板 Z = 符合RoHS标准的器件。 I2C指最初由Philips Semiconductors(现为NXP Semiconductors)开发的一种通信协议。 ©2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D12295sc-0-8/14(0) Rev. 0 | Page 24 of 24 封装选项 RU-16 RU-16