¿Por qué requerir resistencias de entrada en serie antes del convertidor de digital a analógico (DAC)?

Estoy usando AD9742 (dispositivo analógico) para construir un convertidor de digital a analógico (DAC) de alta velocidad. Usaré puertos de E/S digital FPGA como entradas al DAC. Como puedo encontrar en la hoja de datos , el diseño de ejemplo se puede encontrar y mostrar en la figura a continuación.

  1. Puedo entender que R1-R9 son las resistencias desplegables para hacer que las entradas estén al nivel de GND en caso de que no haya entradas (flotantes).

  2. No puedo entender cuáles son los propósitos de usar RP3 y RP4 (22 ohmios) en serie entre DB0X-DB13X a DB0-DB13 antes de las entradas DAC.

He buscado otros tipos de hojas de datos de DAC (por ejemplo, TI DAC902, DEM-DAC90xU/E) y todos tienen un diseño similar. ¿Alguien sabe por qué necesitamos el RP3 y el RP4?

Gracias de antemano.

Mejor.

Ejemplo de diseño de DAC de la hoja de datos

Puedo pensar en un par de razones, pero tengo la experiencia suficiente para respaldar esto y no puedo encontrar nada en la hoja de datos, así que solo haré un comentario. Una es que las entradas tienen diodos de abrazadera para proteger contra voltajes demasiado altos o negativos en las entradas. Las resistencias de 22 ohmios permiten que los diodos se sujeten al riel sin quemarse. La otra cosa es que el chip puede funcionar a más de 200 MHz. Las resistencias de 22 ohmios ayudan a evitar que los flancos sean demasiado afilados y causen interferencias.
@JRE, estaría de acuerdo. Especialmente porque este parece ser un diseño de placa de evaluación desconectable que seguramente será abusado por los usuarios. Es una buena idea tener resistencias limitadoras de corriente en las líneas DIO.
Demasiado tarde para editar. Eso debería haber sido "no lo suficientemente experimentado".
Con @JRE, tuve que hacer eso extensamente en las tarjetas de video que diseñé para reducir los tiempos de subida y bajada de la señal para limitar los armónicos y reducir la EMI que se acoplaría y sería muy visible en la imagen de video. Hace bastante la diferencia.
@Trevor: ¿Quieres que eso sea una respuesta? Tienes experiencia para respaldar las cosas sobre las que solo puedo especular.

Respuestas (2)

Lo más probable es que haya para reducir EMI.

Tuve que hacer eso extensamente en las tarjetas de video que diseñé para reducir los tiempos de subida y bajada de la señal para limitar los armónicos y reducir la EMI que se acoplaría y sería muy visible en la imagen de video.

En términos generales, lo que sea que esté impulsando una línea digital tiene una ventaja mucho más rápida de lo que necesita la cosa que lo recibe. Esto se debe a que el controlador está diseñado para ser capaz de manejar muchas puertas. Como tal, puede tener bastante espacio para ralentizar los bordes. Esto es especialmente cierto en el caso de transacciones de bus síncrono que tienen retrasos de establecimiento y retención bien definidos.

La resistencia, junto con la capacitancia de la traza más allá, actúa como un filtro de paso bajo.

Hace bastante la diferencia.

Lo extraño es que se trata de un DAC, por lo que las líneas digitales son entradas, no salidas. Todavía hay un poco de filtrado en relación con la capacitancia de entrada. Pero normalmente querrá una terminación en serie cerca del controlador, no del receptor, en una línea digital.
@ThePhoton no siempre. Si una unidad conduce un autobús con un número desconocido de conexiones, no puede saber la capacitancia de antemano. Sin embargo, aparte de eso, supongo que en este caso quieren limitar la cantidad de ruido del bus entrante que termina acoplado a la salida del DAC. Algo que querrías lo más silencioso posible.
Gracias por compartir tu valiosa experiencia. Como su comentario, las resistencias en serie junto con la capacitancia de seguimiento funcionan como un filtro de paso bajo para evitar entradas de borde agudo y que cambian rápidamente. Supongo que el valor de 22 ohmios debe ser un valor de prueba y error, ya que la capacitancia de seguimiento no es predecible y puedo comprar un valor de ohmios cada vez más pequeño. Los 22 ohmios podrían ser el valor de equilibrio para tener una función de filtrado de paso bajo y no bajar demasiado el nivel de voltaje (porque es un valor de ohmios pequeño). ¿Es eso correcto?
@ccmkn generalmente el valor se elige durante el desarrollo. La capacitancia está mucho mejor definida si también tiene partes CMOS. Sí, la resistencia no cambiará el nivel de voltaje final para las entradas CMOS si la fuente es de baja impedancia. Sin embargo, es una historia diferente para TTL.

Las redes de resistencia proporcionan terminación/polarización para asegurar bordes limpios y evitar el repique .

El esquema al que hace referencia es para placas de demostración, que se alimentan de cables planos.

La hoja de datos cubre tanto la pieza como la placa de demostración.

De: Hoja de datos AD9742

Las entradas digitales están diseñadas para ser impulsadas desde varios generadores de palabras, con la opción integrada de agregar una red de resistencias para una terminación de carga adecuada.

Es un poco vago, pero obtener 210 MSPS a través de un cable plano requeriría una terminación adecuada. Entonces hablan de terminación en la hoja de datos.

Pero la sección de Entrada Digital en la página 14 no habla de ninguna terminación.

Como usted indica, la hoja de datos para el accesorio de evaluación TI: DEM-DAC90xU/E tiene una terminación similar y más extensa y pull-up y pull-down con los 22Ω posiblemente reemplazados por capacitores para acoplamiento de CA. En p3, TI afirma:

En cualquier caso, la señal de entrada digital aplicada debe tener una terminación adecuada para asegurar bordes limpios y evitar que suene.

El DEM-DAC90xU/E es compatible con DAC902. Pero si examina las entradas digitales de la hoja de datos del DAC902 , no se menciona ninguna terminación, polarización, etc.

Todas las entradas digitales son compatibles con CMOS.

se trata de lo más lejos que van. Nada más.

Por el dinero, hablaría con un ingeniero de aplicaciones, pero creo que la respuesta es bastante obvia.

Gracias por compartir el detalle. Parece que las resistencias funcionan como un filtro de paso bajo como el comentario de @Trevor para evitar señales digitales nítidas. Intentaré agregar estas resistencias en mi diseño para ver si hay algo mejor. ¡Gracias!
¿Por qué? Ninguna hoja de datos se ocupa de ello.
Estoy bastante confundido... De acuerdo con la explicación hasta ahora, se requieren resistencias (para formar el filtro de paso bajo) para tener un borde más suave para las entradas digitales en el diseño de placa real (en ambos diseños de placa de demostración). Eso debería ser independiente del tipo de conectores que esté usando, cables de cinta o directamente conectados a FPGA DIO. ¿Entiendo algo mal?...
El uso de un cable plano significa que los cables actúan como una línea de transmisión Y requieren una terminación para funcionar. Ninguna hoja de datos habla de ellos, por lo que mientras DAC esté cerca de su FPGA, está agregando más complejidad de la que necesita. Depende de ti, pero yo no debería.
@ccmkn Stainless también tiene razón. A menudo se agregan resistencias para "equilibrar la impedancia" en cables largos. Tendría que mirar la sección de salida de lo que sea que esté conduciendo el cable para ver si terminan ese extremo de la misma manera. Sin embargo, de cualquier manera, reduce los tiempos de borde.
@StainlessSteelRat y Trevor. Gracias por todos los comentarios. Verificaré mi diseño general, incluidas las salidas FPGA DIO a DAC. En resumen, si las conexiones entre las salidas DIO y DAC son cercanas, debería ser innecesario agregar componentes y complejidad. Si hay un cable largo y la distancia entre ellos, la coincidencia/equilibrio de la impedancia o cualquier problema podría dar lugar a un timbre y distorsión de la señal (sin bordes claros y nítidos) que deben tenerse en cuenta. Las resistencias de 22 ohmios aquí se eligen para resolver el problema que podría causar el cable plano al diseño de la placa de demostración en la hoja de datos.
@ccmkn no necesariamente, incluso si están uno al lado del otro, el ruido de borde de las señales del bus puede causar más ruido en la salida DAC de lo que desea.
Creo que debería hablar con un ingeniero de aplicaciones de Analog Devices.
¿Por qué requerir resistencias de entrada en serie antes del convertidor de digital a analógico (DAC)?
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