德州仪器ADS127L11EVM-PDK评估模块技术解析

特性

包括对ADS127L11 ADC进行诊断测试以及准确性能评估所需的硬件和软件
随附PHI控制器板，可方便地通过USB 2.0（或更高版本）连接至EVM，以实现电力输送以及数字接口
无需外部电源
适用于Windows® 8/10 64位操作系统且易于使用的评估软件；软件套件包含用于数据采集和分析的图形工具

系统连接

模数转换器

德州仪器ADS127L11EVM-PDK评估模块技术解析

一、评估模块概述

德州仪器(Texas Instruments)的ADS127L11EVM-PDK评估模块是一款专为评估ADS127L11高性能ΔΣ模数转换器(ADC)而设计的完整平台。ADS127L11是一款24位高精度、高速、宽带宽的ΔΣ ADC，该评估模块通过硬件、软件和计算机USB接口的完整解决方案，大大简化了器件的性能评估过程。

评估套件包含两大核心组件：

‌ADS127L11EVM主板‌：集成了ADS127L11 ADC及所有外围模拟电路和元件
‌精密主机接口(PHI)控制器板‌：提供USB通信接口、数字I/O信号以及与计算机的连接

二、关键硬件特性

2.1 模拟接口设计

ADS127L11EVM提供了灵活的模拟输入配置选项：

‌差分输入‌：通过J3和J6 SMA连接器接入，可获得最佳性能
‌单端输入‌：使用J4接头将AINN或AINP接地，通过J3或J6作为单端输入

输入驱动电路采用THS4551全差分放大器，配置为单位增益并带有单极点RC滤波器输出。板上预留了多个未安装的被动元件位置，为用户提供了定制输入驱动电路的灵活性。

2.2 时钟系统

评估模块提供三种时钟源选择：

PHI数字控制器板提供的时钟(默认)
板上25MHz本地振荡器(Y1)
外部时钟源(通过J14 SMA连接器接入)

通过跳线JP6和JP7可方便地在不同时钟源间切换，满足不同测试场景需求。

三、电源管理系统

ADS127L11EVM设计了完善的电源架构：

‌默认配置‌：通过PHI控制板的USB端口供电
‌可选外部供电‌：
- 模拟电源(AVDD)：通过TPS7A4700 LDO从5.5V稳压至5V
- 负电源(AVSS)：通过TPS7A3001 LDO生成-2.5V
- 数字电源(IOVDD)：可通过跳线选择PHI供电或外部供电

电源设计特别考虑了噪声抑制，每个电源引脚都配有1μF和100nF去耦电容，并采用0.1Ω串联电阻便于电流测量。

四、软件支持与操作指南

4.1 软件安装

ADS127L11EVM配套软件提供以下功能：

图形化数据采集工具
直方图分析功能
频谱分析工具
数据导出为文本文件的功能

安装时需注意：

下载最新版EVM GUI安装程序
安装前建议临时禁用杀毒软件
按提示完成LabVIEW运行环境的安装

4.2 基本操作流程

‌硬件连接‌：
- 将PHI的P2接口连接到ADS127L11EVM的J1接口
- 通过USB将PHI连接到计算机
- 观察PHI板LED指示灯状态(D5常亮表示供电正常，D1/D2闪烁表示通信正常)
‌信号接入‌：
- 典型输入信号为4.9Vpp、2.5V偏置的正弦波
- 通过J3/J6 SMA连接器接入差分信号
‌软件操作‌：
- 启动EVM GUI软件
- 在全局设置中配置采样数、主时钟频率、SCLK频率等参数
- 使用寄存器设置配置设备工作模式

五、性能分析工具

5.1 时域分析

时间域显示工具可直观展示ADC对输入信号的响应：

X轴显示采样点索引
双Y轴分别显示输出代码和等效模拟电压
支持触发捕获指定数量的样本

5.2 频域分析

频谱分析工具提供全面的动态性能评估：

支持7项Blackman-Harris窗函数(默认)
可测量SNR、THD、SFDR、SINAD和ENOB等关键指标
提供高达24bit ADC所需的动态范围

5.3 直方图分析

直方图工具用于评估ADC的有效分辨率：

通过多次转换测量DC输入信号
分析输出代码分布的标准偏差
量化各种噪声源对分辨率的影响

六、应用建议

ADS127L11EVM特别适合以下应用场景的评估：

高精度数据采集系统
振动分析和结构健康监测
音频测试与测量设备
医疗仪器前端信号采集
工业过程控制传感器接口

评估模块的灵活设计允许用户：

自定义输入驱动电路
选择最适合的时钟源
根据需求配置电源方案
通过软件全面分析ADC性能

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