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2007.01.12

AD9753が動いた!

AD9753は、330Msps,12bitの超高速DA変換チップです。
P板に火曜日に発注して、木曜日に受け取りにいったボードに部品を実装し、金曜日の未明、ついに動きはじめました!
回路構成は、FPGA(XC2S200)→AD9753→電流帰還オペアンプというふうになっています。
Dac1_1

最初はDA変換レートを100MHzから始めていって問題なく動くのを確認し、次に150MHzに上げました。
このあたりでは特に問題なく動いています。

のこぎり波を出すと直線性が悪いのですが、これはおそらく電流リファレンス用に2kΩの抵抗を入れなければならないところ、手元になかったため、1.5kΩの抵抗で間に合わせたのが原因でしょう。

下の写真はAD9753の付近の拡大図です。半田付けした後、洗浄していないのでちょっと汚いですね。
Dac2

電流帰還オペアンプの出力は、と見てみると、どうやら25kHz付近で強烈に発振しているようです。

私の持っているオシロは100MHz物なのであまり鋭い立ち上がりが見ることができません。ですが、電流帰還オペアンプの出力は、5nsの間に-5Vから+5Vまで立ち上がっています。
チップの性能としては1nsくらいで立ち上がることができるものなので、すごいことになっているのでしょう。

これにアンテナなんてつけたら・・・

  とりあえずオペアンプへの電源供給を外しておきましょう。

さて、DA変換の速度を300MHzまで上げて、のこぎり波を出してみると、いろんなところにヒゲが出ていました。おそらくディジタルの信号が暴れているのだと思い、24本あるデータバスに終端用の抵抗をつなぐ場所を用意しておいたので、ここにチップ抵抗を載せました。
Dac3

抵抗値は150Ω。これ以上抵抗値が小さいと電流が流れすぎ、これ以上大きいと効果が期待しにくそう、ということで直感と適当によって決めました。
もちろんインピーダンスはマッチングしていないでしょうが、こういう抵抗があるのとないのとでは全然結果が違います。DA変換の結果にヒゲがなくなって、綺麗なのこぎり波を出すことができるようになりました。

信号が反射してしまうことはある程度はやむをえないと割り切って、できるだけ信号波形が乱れる時間を短くするようにし、クロックが来るより早く乱れが治まれば、うまくいくはず、と思ってやってみたところ、うまくいったようです。

ですが、終端抵抗を入れると、システム全体の消費電力が200mAも増えました。チップ抵抗のあたりがほんのり暖かくなっています。

私の手元には100MHzのオシロしかないので、実際はどんな波形になっているのかを見ることができません。

というわけで、来週のはじめごろに県の産業支援センターに行って、高速なオシロを使わせてもらってこようと思います。センターでは貸し出しはしてくれないので、直接センターに行って使わせてもらうことになります。
産業支援センターは、オシロだけではなく、実に多様な実験機器や設備を備えている上、非常に安い料金で使わせてもらえるので、非常にお得なのです。

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