Высокоскоростной 8-ми битный ЦАП/АЦП модуль с параллельным портом данных

В целях освоения работы с ЦАП и АЦП приобрёл данный модуль, который уже имеет на борту BNC разъёмы для аналогового сигнала и полный обвес самих микросхем необходимых для работы (питание, фильтры, согласование линий, предусилители и т.д.).

ЦАП — Analog Devices AD9708 8 бит / 125 Мс/с.
АЦП — Analog Devices AD9280 8 бит / 32 Мс/с.



Я не разбираюсь в схемотехнике как товарищ Kirich, но постараюсь описать элементы на плате, которые узнал, буду благодарен, если в комментариях появятся уточнения.

Питается эта железяка от 5 В, которые далее преобразуются в 3,3 В для питания микросхем с помощью AMS1117 (сама микросхема поддерживает и 3 и 5 В питание). Нужные ноги AD9708 жёстко подтянуты в соответствии с datasheet для использования встроенного опорного напряжения 1,2 В. Все остальные управляющие сигналы тоже фиксированы, пользователю доступны только ноги clock и data (DB7-DB0).

После аналогового выхода стоит фильтр низкой частоты баттерворта с частотой среза 40 МГц и пара операционных усилителей ADD8056 и потенциометр для регулировки выходного уровня, максимальное значение которого после всех преобразований составляет -5 В — +5 В. И согласующий резистор на 51 Ом на выходе.

На входе АЦП стоит спаренный операционник ST 072c скорее всего с инвертирующим входом, т.к. все результаты у меня получались инвертированными. Пользователю так же доступны только ноги clock и data.

Как и обещал в прошлом обзоре, заставлю ПЛИС делать что-то более интересное. Решил сделать генератор и приёмник в режиме самого на себя.


На verilog я реализовал простейший код (без ядер он малоинтересен, поэтому выкладывать не буду), который генерирует и принимает лесенку на тактовых 5 и 20 МГц (на больших скоростях мне кажется проявляется дребезг в контактах, которые у меня сделаны проводками папа-мама, возможно даже разной длины и вобще с плохим контактом).

Для программирования микросхемы запускается приложение ISE iMPACT

Которое определяет, что jtag программатору доступна ПЛИС и ПЗУ для прошивки. Т.к. пока экспериментирую, прошиваю сразу ПЛИС (после сброса питания прошивка стирается).
Так же в код проекта я добавил ядро ChipScope которое позволяет отлаживать программу. Этому ядру необходима область памяти, куда оно сложит нужное количество отсчётов переменных и передаст в отладчик на ПК.
Синим — что отправили, красным — что приняли.

Вот тут я и заметил инверсию сигналов, но пока не знаю на стороне приёмника или передатчика она осуществляется. Тут если не ошибаюсь 5 МГц.
Дальше пробовал увеличить частоту до 20 МГц.

Можно включить режим просмотра данных откладывая по одной оси вход, по второй выход устройства:

Видим, что вблизи скачка сигнал искажается.

Для генерации сигналов более сложной формы, типа синусоиды, использовал ядро CORDIC (COordinate Rotation DIgital Computer wiki). На вход ему можно подать счётчик на частоте уже повыше (у меня 50МГц) и получить отсчёты синусоиды в нужном разрешении (8 бит). Тут уже картинки поинтереснее:


Принимал данные на частоте 5 МГц.





Вот собственно и всё, модуль работает. Для проверки на максимальных скоростях нужно собрать стенд без лапши и точнее выставить фронты данных и клока друг относительно друга, но проблем думаю не будет. Модуль работает, ПЛИС тоже, рекомендую к покупке, тем кто хочет за недорого сделать генератор сигналов произвольной формы и осциллограф в придачу )). Если кто-то сделает связку с ардуиной будет тоже интересно посмотреть.
8 бит конечно маловато, но на али уже появились модули на 12 бит АЦП и 14 бит ЦАП на сопоставимых скоростях, но чуть дороже.