與500ksps以上的ADC通信非常困難。在SPI通信中添加另一個變量（如電平轉換器或隔離器）需要對時序以及修改硬件和固件有更多的了解。本應用筆記討論了如何使用電平轉換器或隔離器實現所需的動態性能。

介紹

MAX11905為20位、全差分SAR模數轉換器（ADC），采樣速率為1.6Msps。使用MAX11905設計電路板時，一個要求是測試不同范圍的V。奧夫德，1.5V至3.6V。MAX11905評估板采用MAX14935隔離器，工作速率為150Msps，兩端支持1.71V至5.5V I/O轉換。在ADC和主板之間集成隔離器并不像連接所有I/O信號那么簡單。在本應用筆記中，我們將討論如何實現所需的動態性能。

設計和測試（一般情況）

在一般情況下，圖1中的設計工作在低采樣速率下，這意味著SPI SCLK在1MHz以下很慢。在這種情況下，主器件以75MHz SCLK運行，以實現1.6Msps。MAX14935具有37.7ns的典型傳播延遲，用于PLH和 37.9ns 對于 t菲爾.當MAX11905準備返回數據時，信號通過隔離器兩次，典型傳播延遲為75.4ns至75.8ns。在處理高速和高分辨率時，每一納秒都開始變得至關重要。

圖1.ADC與隔離器的數字通信電路（一般情況）。

在測試圖1電路時，數據不能超過±262，143個計數，并且MAX11905輸入端施加滿量程正弦波時，正負峰值被削波。圖2為使用MAX11905評估板軟件采集的數據。預期數據應該接近 ±524，287 計數。由于隔離器的延遲，數據的MSB丟失，只能捕獲19位數據，而不是20位。缺失的位極大地影響了動態性能。MAX11905的額定SNR為98.1dB。圖3顯示信噪比僅為35.9dB。他的問題是如何解決的？

圖2.一般情況的數據捕獲。

圖3.ADC與隔離器的數字通信FFT（一般情況）。

設計和測試（高速案例）

為了便于比較，圖4稱為高速情況。系統中引入了另一個隔離器MAX14936（相同的器件系列，但不同方向的I/O數量不同）。注意在MAX11905和MAX14935之間有一個SCLK的副本，然后通過MAX14936路由回主器件。使用SCLK的副本，消除了延遲和D外數據使用正確的 SCLK 邊沿計時。我們不僅引入了新的硬件，而且設計還需要固件調整以接受返回的SCLK。主設備需要使用 SCLK 的副本來存儲數據。要記住的另一個注意事項是將返回的SCLK和DOUT放在同一個隔離器上。不能保證MAX14935/6傳播延遲在不同器件之間是相同的。

圖4.ADC與隔離器的數字通信電路（高速外殼）。

圖5顯示了兩個隔離器和一個返回SCLK的性能。動態性能更接近MAX11905的預期。

圖5.ADC與隔離器的數字通信FFT（高速外殼）。

結論

當使用MAX11905等帶有隔離器/電平轉換器的器件設計高速、高分辨率ADC時，始終將帶有DOUT的SCLK副本返回給主器件。將此設計應用于所有高速、高分辨率ADC，實現所需的動態性能。這樣做可以節省創建新硬件和固件的時間和金錢。

審核編輯：郭婷