作者：Christoph Kämmerer
简介
还不熟悉ADC？使用包含多路复用器、PGA、缓冲器、∑-Δ转换器、VREF和电源的复杂系统时，是否感到很困惑，不知道从哪里开始？这就是Virtual Eval大展身手的地方。改变ADC模拟输入、PGA增益、基准电压源或电源，查看对阶跃响应、幅频特性或转换器直方图的影响。
该系列第一个成员是AD7124-8虚拟评估板。
为什么采用虚拟方式？
一个设计的整体性能是由该设计中单颗芯片的性能所决定的。尽管产品数据手册提供了芯片性能的第一手资料，但评估板通常被用于更好地了解各个电路的完整设计。它们可直接测试转换器、放大器和绝缘体等产品。尽管如此，评估板有一个严重的缺点。
它们需要单独订购，还要连接至测量仪器，并且当测试各种不同评估板以查找最佳配置时，整个过程非常耗时且成本高昂。为避免这种复杂情况，ADI公司开发了一款在线工具Virtual Eval，可以让设计人员使用仿真功能来评估转换器。此工具无需消耗物料成本，而且还能在设计初选阶段节省大量时间。
Virtual Eval可访问最新最全的ADI公司转换器数据库。一方面，这可以准确仿真转换器的对应环境，另一方面，它可以在不同场景和边界条件下进行测试。图1中，我们使用AD7124模数转换器(ADC)来解释工具的不同选项和用法。AD7124是一款24位∑-Δ转换器，并且包含了很多诊断功能，如线缆连接或短路的检测。
Virtual Eval的第一步就是让用户查看完整的转换器方框图（图1）。直接点击转换器对应的内部模块，就可以设置芯片参数来仿真真实应用场景。例如，被设置的模块可以是输入放大器或者多路选择器。可配置模块还会显示在屏幕左侧的设置中。对于AD7124，其他可配置模块包括SINC4+1 或者 SINC4的滤波器设置、内部时钟和基准电压源。其他一些可以设置的参数包括转换转换速率和时序。
设置好所有参数后，可以直观显示仿真结果并评估转换器的性能。首先，可以显示输入波形（图2a）。此外，还可以计算输入信号的快速傅立叶变换(FFT)。直方图（图2b）可以使用户确定统计数据和转换器精度。
其次，Virtual Eval还可显示信号的频率响应曲线和时域响应功能（图3a）。通常来说，被选择的转换器需要符合奈奎斯特采样定律。借助时域响应功能，可以计算最大输入频率的确切值，包括安全裕度。时域响应功能的上升时间只能通过选择合适的ADC转换率来解决——如果转换率不足，数据就会丢失。最后，时序图显示AD7124的时间响应（图3b），允许仿真不同场景，如功耗降低或转换率提升。
结语：
Virtual Eval模数转换器仿真工具可简单仿真不同条件和场景下的不同ADC。这种方法不仅经济实惠，还能显著缩短器件选型过程，让设计人员可以挑选合适的转换器，不再需要任何评估板和昂贵的测试。一旦选好转换器，就能在工具的帮助页面中找到转换器的相关设计资料——包含数据手册和详细信息。不久之后，数据库将会扩展到集成模块中，包括，例如带集成转换器的AMR传感器。
测验：
可编程增益放大器设置为128，差分输入电压为0.1 V时，AD7124-4会发生怎样的情形（提示：什么是差分输入？）。基准电压设置为2.5 V，电源：AVDD = 3.3 V，IOVDD：2.7 V（任何其它帮助保持标准设置的数值）。请计算自己的数值并使用Virtual Eval工具进行仿真。
作者介绍：
Christoph Kämmerer [christoph.kaemmerer@analog.com]自2015年2月开始担任ADI公司现场应用工程师。他于2014年毕业于埃尔朗根-纽伦堡大学，获得物理学硕士学位。毕业之后，他曾在利默里克市ADI公司担任工艺开发实习生。2016年12月实习结束后，Christoph正式成为ADI公司的现场应用工程师，擅长新兴应用领域。
