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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage zu differentiellem Eingang bei ADC


Autor: Maik Ritter (kiamur)
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Hallo!

Vielleicht erinnern sich ja noch ein paar Leute an meine Fragen zum 25 
MSps ADC von Maxim in den letzten Tagen.

Hier geht es weiter . . .  ;-)

Datenblätter:
>http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1420.pdf
>http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1420EVKIT.pdf

Ich habe jetzt mal an meinem 1420 Evaluation Board mit einem 
Funktionsgenerator ein Signal eingespeist. Dies Signal habe ich nach dem 
Signal modelliert, welches ich dann später einspeisen möchte: 
Impulsbreite 800ns, Pulsspacing ca. 3µs.

Jetzt ist der Eingang von meinem Board ja so in etwa beschaltet, wie in 
der Zeichnung im Anhang links zu sehen ist (ist aus dem ADC Datenblatt). 
Ich habe mich immer gewundert, warum denn das MSB vom ADC ständig auf 1 
ist, auch, wenn ich gar kein Signal an den Input lege. Dann habe ich im 
Datenblatt gelesen, dass bei der Beschaltung der differentiellen 
Eingänge ein sog. offset binäres Format vom ADC ausgegeben wird. Das 
heißt ich kann damit sowohl positive, als auch negative Eingangssignale 
digitalisieren.

Meine erste Frage ist, wie ich diesen Effekt mit einem 
Funktionsgenerator sehen kann. Ich habe mein Impulssignal am 
Funktionsgenerator so eingestellt, dass der "Nullpunkt" bei 1V lag, 2V 
dann +1V waren, und 0V -1V war. Ich habe doch dann auch ein negatives 
Signal an den Eingang gelegt. Warum ist denn dann das MSB (fast) nie 
ausgegangen . . .?

Die zweite Frage bezieht sich auf die Beschaltung des ADC, die rechts im 
Anhang zu sehen ist: Mit dieser Beschaltung kann ich doch den ADC dazu 
benutzen nur positive Impulse über den ganzen Referenzspannungsbereich 
zu digitalisieren, oder? Ich kann es leider noch nicht ausprobieren, 
weil der Eingangs OPV erst heute bestellt wurde. ich hätte aber vorab 
schon mal gerne die Info, ob ich das so richtig sehe.

Vielen Dank!
Maik

Autor: Zacc (Gast)
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Die linke Schaltung ist AC gekoppelt. Welcher Pegel ist denn an CML ? Du 
solltest auch am ADC messen koennen. Mass machen INN, INP und CML? Wie 
verhalten sich die Signale dort zueinander. Das sollte die Werte 
ergeben, die im Datenblatt erwaehnt sind. Die rechte Schaltung ist auch 
AC gekoppelt, aber nicht isoliert.

Autor: Maik Ritter (kiamur)
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Hallo Zacc!

Danke erst mal!

An CML liegen in meinem Fall 3,3V an (Versorgungsspannung, ist so im 
Datenblatt für das Dev Kit beschrieben). INP und INN sind eigentlich 
sehr schön symmetrisch um CML. Wenn ich dann die Amplitude am 
Funktionsgenerator verringere, dann kann ich INP und INN auf den 
gleichen Pegel wie CML bringen (also "0") für den ADC.

Wie gesagt, das MSB ist dabei ständig gesetzt. Ich habe also bis jetzt 
nur die Hälfte der Auflösung des ADC nutzen können. Was muss ich tun, um 
die komplette Auflösung nutzen zu können?

Im Datenblatt steht folgendes über die beiden Schaltungsvarianten. ich 
verstehe aber leider nicht alles . .  .

Using Transformer Coupling
An RF transformer (Figure 8) provides an excellent
solution to convert a single-ended signal to a fully differential
signal, required by the MAX1420 for optimum
performance. Connecting the center tap of the transformer
to CML provides an AVDD/2 DC level shift to the
input. Although a 1:1 transformer is shown, a 1:2 or 1:4
step-up transformer may be selected to reduce the
drive requirements.
In general, the MAX1420 provides better SFDR and THD
with fully differential input signals over single-ended
input signals, especially for very high input frequencies.
In differential input mode, even-order harmonics are suppressed
and each input requires only half the signal
swing compared to single-ended mode.

Single-Ended AC-Coupled Input Signal
Figure 9 shows an AC-coupled, single-ended application,
using a MAX4108 op amp. This configuration provides
high speed, high bandwidth, low noise, and low
distortion to maintain the integrity of the input signal.

Vielleicht könnt ihr mir etwas auf die Sprünge helfen . . .

Gruß
Maik

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