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[参考译文] ADC3444:同步多个 ADC

Guru**** 1641220 points
Other Parts Discussed in Thread: ADC3444
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1172468/adc3444-synchronizing-multiple-adcs

器件型号:ADC3444

您好!

我的应用需要通过 FPGA 从四个 ADC3444采集样本。 我对 ADC 的同步性以及是否可以通过时间关联样本有一些顾虑。

四个 ADC 中的每一个都接收相同的125MHz 采样时钟、并将以两线制模式运行。 如何确保每个 ADC 的转换同步? 同样、每个 ADC DCLK 和 FCLK 之间的最坏情况相位差是什么、这是否会导致 FPGA 中每个 ADC 的样本的时间相关性出现问题? 是否可以利用 SYSREF 引脚来确保数据的同步?

谢谢你。  

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    尊敬的 Adam:

    ADC3444具有 SYNC 信号、可用于多个 ADC 的系统同步。 您可以使用生成至少4个相位对齐频率的时钟源作为系统基准输入。 在您的定制设计中、确保时钟源的迹线长度相匹配以消除相位误差。  

    此致、Amy

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    Amy、感谢您的回答、

    也许我对您的理解不正确。 四个 ADC 中的每一个都将接收非常相同的125MHz 采样时钟。 这些布线的长度是匹配的、因此任何一对 ADC 之间都不应存在采样时钟偏差。 这应该会同步 ADC 转换、但我不相信这会同步每个 ADC 的 LVDS 信号。  您能否澄清一下您的意思 :"您可以使用生成至少4个相位对齐频率的时钟源作为系统基准输入"。  为什么 SYSREF 需要第二个时钟? 只需脉冲一次 SYSREF 引脚即可同步 ADC LVDS 信号是否还不够? 如果需要第二个时钟,如果我打算以125MSPS 的全速率进行采样,那么它的频率应该是多少?

    谢谢

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    尊敬的 Adam:

    一种选择是使用  可生成多个相位匹配输出的时钟部件、这些输出可用于同步。 但是、您所描述的内容也是有效的。 您可以对一个 SYSREF 信号使用单个时钟、并将其拆分为四个独立的 SYSREF 输入。 只需确保四条独立布线的长度匹配即可。

    此致、Amy

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    Amy、

    该部件有两个时钟输入。 CLK 和 SYSREF。 CLK 是采样时钟输入。 当我说  四个 ADC 中的每一个都将接收长度匹配的125MHz 采样时钟时、我将描述这一信号。 我知道您正在讨论 SYSREF 输入、并且每个 ADC 也应该使其 SYSREF 布线长度匹配、但我想了解 您描述的第二个时钟为何对我的应用是必要的。 为什么我需要对每个 ADC 的 SYSREF 引脚应用第二个时钟、而不是只对该引脚应用一个低-高转换?  

    作为参考,我将查看此版本数据表的第50页: ADC344x 四通道、14位、25MSPS 至125MSPS 模数转换器数据表(修订版 B)(TI.com)

    此致

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    尊敬的 Adam:

    您提到您正在提供一个125MHz 采样时钟。 您是否计划使用 ADC3444内部的时钟分频器? SYSREF 信号旨在同步分频器可能产生的任何相位错位。  只有当时钟分频器用于/2或/4时、才需要将 SYSREF 应用于该部件、您可以正确地选择、只 需使用单个低-高转换即可实现同步。  

    此致、Amy

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    Amy、

    感谢您的回答。 我不使用时钟分频器。 我很好奇、SYSREF 输入是否确实仅在使用时钟分频器时适用、或者它是否也纠正了 ADC 输出 FCLK 信号之间的相位对齐错误、但我在数据表中没有看到这种情况的证据。 这让我回到了我最初的问题之一。  

     CLK 输入是相位对齐的一对 ADC3444的 FCLK 信号之间的最坏情况相位差是多少?

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    尊敬的 Adam:

    现在、我看到 了数据表中的混淆; 我再次使用 SYSREF 输入(第50页)读取了9.3.2.1。 在"TI 器件"下的图表中、没有/1选项、只有/2和/4。  如果您不使用时钟分频器、则 时钟分频器以 "旁路"(/1)模式运行、并且不需要 SYSREF。  任何相位不对齐只会由输入采样时钟引起。  

    此致、Amy

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    Amy、

    您是否认为 ADC 内部绝对没有可能导致一对 ADC FCLK 之间偏移的不确定性源? 流程差异如何?

    此致

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    Adam、

    唯一会使 FCLK 偏斜的是 ADC 采样时钟加上器件之间高达几百 ps 的孔径延迟变化。

    正如 Amy 提到的、如果不在 ADC 内使用2分频或4分频选项、则无需 SYSREF 输入。 SYSREF 的名称有点令人困惑 、因为它通常是指 JESD 接口器件的系统参考。 在该器件中、SYSREF 反映了其他 LVDS 器件中通常称为选通的功能、通常用于在每个内部转换器的高通道数器件中对齐采样时钟。 不管怎样、这一点都不重要、只是希望稍微清除一下这个命名规则、因为它过去给我们的一些客户造成了困惑。

    该器件内唯一的不确定性是孔径偏斜(孔径延迟)、TI 保证在给定系统中任意数量的器件之间在任一方向上均小于150ps (即总偏斜< 300ps)。 假设这是125MSPS 器件、一个时钟的周期为8ns。 这意味着 FCLK 将在所有器件上与相同的时钟边沿对齐(前提是采样时钟确实是相位对齐的)。 这也意味着 FCLK 之间的总变化量应小于300ps。 该值应足够低、以便 FPGA 可以在接收器中随意摆动、除了设置/保持时序之外、不会出现任何问题。

    关键因素是系统中所有器件的采样时钟对齐和布线长度匹配、以及每个器件的 DCLK 和 FCLK 长度匹配。 由于 FCLK 将进行相位校准、因此只需将一个 FCLK 接入 FPGA 即可实现同步、但许多客户仍会将 FCLK 从所有器件路由到其 FPGA、作为安全措施。

    希望这有助于澄清一些问题。

    此致、Chase

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    Chase、

    感谢您的回答。 您已经确信、一对给定的器件在转换时间中不会出现超过300ps 的增量。 不过、我想请您参阅数据表的表7.14中的参数 tpdi。 也许我解释错误、但这似乎也 会导致 FCLK 之间的偏差(如果我理解正确、最坏的情况是125MSPS 时为3.52ns)。 您能否确认这是否为真?  

    此致、Adam

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    Adam、

    我的错误、您回答正确。 数据表似乎表明、FCLK 在1线模式下可能具有高达3.7ns (6.5ns-2.7ns)的偏斜(最坏情况下)、 在2线模式下可能具有高达6.42ns (0.44*TS (8ns)+Δtdelay Ω(2.9ns))的偏斜。

    不过、这将表示器件间的差异可能会超过3个 DCLK 周期(或由于 DDR 而导致高达6位的数据)。 请允许我们就此与我们的设计团队进行核实。 请注意、对于假日周、响应可能需要一段时间。  

    此致、Chase

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    Chase、

    感谢您对此进行深入研究。 期待在假期结束后收到您的回复。 感恩节快乐

    此致、Adam

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    Adam、

    我与我们的一位更熟悉此器件的工程师进行了简短的讨论。 DCLK 与 FCLK 对齐以确保建立/保持时序窗口。 我上面提到的 tPDI 值不正确。 FCLK 和 DCLK 将从采样时钟延迟3.5ns ( 0.44*TS = 8ns)固定值。   Δ 的变化只是延迟时间 Δ t tDELAY 的变化、即5.9ns - 3ns ≅2.9ns 的器件间最坏情况偏斜。  Δ 该 Δ t tDELAY 是 Δ   Δ tPDI 的唯一可变因子,因此 Δ t tPDI 仅 为2.9ns (前提是输入采样时钟同相)。 我们建议对每个 FCLK 进行布线并用于对齐特定转换器的数据。 很抱歉、我之前有任何困惑。 我们正在尽最大努力、而许多工程师都在外出度假。 祝您感恩节愉快。

    此致、Chase