19-1335; Rev 0a; 2/98 概要 ___________________________________ 特長 ___________________________________ MAX1011評価キット(EVキット)は、6ビット90Msps MAX1011アナログディジタルコンバータ(ADC)の評価 を容易にします。本キットには、内蔵発振器を電圧制 御発振器(VCO)として動作させるために必要な基本部品 が含まれています。各ボードは簡単に外部クロック ソース用に変えることができます。 ◆ 有効ビット数：5.85(アナログ入力周波数20MHz) 電源、アナログ入力及びディジタル出力コネクタによ り、素子への接続を簡単に行うことができます。PC ボードは、可能な限り最高のダイナミック特性を保証 するようにレイアウトが最適化されています。EVキット には、MAX1011が含まれています。 ◆ 電源及びグランド接続をアナログとディジタルで 独立させた最適化PCボードを使用 ◆ シングルエンド又は差動アナログ入力 ◆ スクエアピンヘッダにより、ロジックアナライザと ディジタル出力を容易に接続 ◆ ADCのフルスケール利得範囲はユーザによって 選択可能 ◆ 完全実装済み、試験済みの表面実装ボード 型番 ___________________________________ 部品リスト _____________________________ DESIGNATION QTY DESCRIPTION PART MAX1011EVKIT TEMP. RANGE 0°C to +70°C IC PACKAGE 24 QSOP C1, C3, C5 3 0.01µF, 10V min, 10% ceramic capacitors C2, C7, C8 3 47pF, 10V min, 5% ceramic capacitors C4 1 0.22µF, 10V min, 10% ceramic capacitor AVX (803) 946-0690 (803) 626-3123 C6 1 5pF, 10V min, 10% ceramic capacitor Coilcraft (847) 639-6400 (847) 639-1469 2 0.1µF, 10V min, 10% ceramic capacitors M/A-COM (617) 564-3100 (617) 564-3050 Sprague (603) 224-1961 (603) 224-1430 C9, C10 C11, C12 2 10µF, 10V min, 20% tantalum caps AVX TAJC106K016 D1 1 Varactor diode M/A-COM MA4ST079CK-287, SOT23 J1 1 14-pin connector JU1, JU2, JU6 3 0Ω resistors JU3, JU4 2 2-pin headers JU5 1 3-pin header L1 1 220nH inductor Coilcraft 1008CS-221XKB R1 R2, R3 R4, R5 U1 IN+, IN- 1 2 2 1 2 10kΩ, 5% resistor 47kΩ, 5% resistors 49.9Ω, 1% resistors MAX1011CEG BNC connectors Clock Overdrive 0 Not Supplied None None 1 1 MAX1011 circuit board Shunt for JU5 部品メーカ _____________________________ SUPPLIER* PHONE FAX * これらの部品メーカに連絡する際には、MAX1011を使用 されていることを明示して下さい。 クイックスタート _______________________ MAX1011EVキットは、完全実装済み、試験済みです。 以下の手順に従い、ボードが適正に作動することを 確認して下さい。EVキットへの接続が完了するまでは、 電源を投入しないで下さい。 1) VCCパッドに+5V電源を接続し、電源のグランドを GNDパッドに接続します。 2) VCCOパッドに+3.3V電源を接続し、電源のグランド をOGNDパッドに接続します。 3) VTUNEパッドに+3.7V電源を接続し、電源のグランド をGNDパッドに接続します。 4) ジャンパJU5のシャントを外します。これにより フルスケール範囲が250mVp-pに設定されます。 ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1 無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。http://www.maxim-ic.com Evaluates: MAX1011 MAX1011評価キット Evaluates: MAX1011 MAX1011評価キット 5) 250mVp-p、20MHzのサイン波ソースをBNC J3の アナログ入力に接続します。アナログ入力は50Ω (R4)で終端処理されています。 6) ロジックアナライザをコネクタJ1に接続してディジ タル出力を監視します。 7) 全ての電源及び信号ソースをオンにします。 表2. 利得選択ジャンパJU5の設定 JU5 SETTING Low-gain, 500mVp-p OPEN Mid-gain, 250mVp-p VCC High-gain, 125mVp-p 2 3 詳細 ___________________________________ JU5 1 2 3 1 2 3 EVキットジャンパ MAX1011EVキットには、ボード及び部品のオプション を選択するいくつかのジャンパが付いています。以下 に、各ジャンパ及び目的について説明します。表1に、 本EVキットのジャンパ及びデフォルト位置を示します。 表1. EVキットのジャンパ及び デフォルト位置 FUNCTION 表3. 中利得における標準的な入力ドライブ 必要条件 INPUT DRIVE Single-Ended Noninverting DEFAULT POSITION JU1, JU2, JU6 Power-supply currentsense ports JU3, JU4 Offset-correction amplifier enabled Open ADC full-scale range selection Open Shorted with 0Ω resistors アナログ電源の必要条件 MAX1011はアナログVCC電源として+5Vで約37mAを 必要とします。ジャンパJU1、JU2及びJU6には0Ωの 抵抗が取り付けられており、これらを外すと電流計を 使用して素子の電源電流を検出することができます。 ディジタル出力電源 MAX1011は、VCCO電源として+3.3Vを必要とします。 電源電流の必要条件は、サンプリングクロック、アナ ログ入力周波数及びディジタル出力における容量性 負荷の関数です。負荷が15pFで、20MHzのアナログ 入力周波数が90Mspsでサンプリングされる時の消費 電流は、約8.5mAです。 アナログ入力 ADCへのアナログ入力は、BNCコネクタIN + 及びIN から供給されます。コネクタは49.9Ωでグランドに 終端処理され、コンバータのアナログ入力にACカップ リングされています。アナログ入力は、内部において 2 GND 1 JU5 JU5 ADC GAIN RANGE JU5 8) ロジックアナライザを使用して、ディジタル化され たアナログ入力信号を観察します。 JUMPER(S) MAX1011 GAIN CONTROL PIN Single-Ended Inverting IN+ IN- OUTPUT CODE +125mV Open Circuit 111111 0 Open Circuit 100000 -125mV Open Circuit 000000 Open Circuit +125mV 000000 Open Circuit 0 011111 Open Circuit -125mV 111111 +62.5mV -62.5mV 111111 0 0 100000 -62.5mV +62.5mV 000000 Differential DC 2.35Vに自己バイアスされています。標準アプリ ケーション回路では、ACカップリングの信号を使って IN + 非反転アナログ入力を駆動しています。アナログ 入力の公称入力抵抗は20kΩであり、ACカップリング コンデンサの値が0 . 1µF であるため、低域コーナ 周波数は約80Hzになります。 アナログ入力は、AC又はDCカップリング入力によって シングルエンド又は差動で駆動できます。反転又は非 反転入力のいずれもシングルエンドで駆動できます。 反転入力が駆動されると、ディジタル出力コードは 反転されます(補数になります)。標準回路については、 MAX1011のデータシートを参照して下さい。 ADCの利得選択 MAX1011は、1つのGAIN選択ピンによりフルスケール 入力範囲が制御されます。表2に示すように、ジャンパ JU5を使用して希望の利得範囲を手動で選択します。 EVキットは、中利得範囲が選択された状態(ジャンパピン がオープン)で出荷されています。 表3に、中利得(250mVp-p)フルスケール範囲が選択 された場合に可能な入力ドライブの組み合わせが記載 _______________________________________________________________________________________ MAX1011評価キット MAX1011 Fig01 105 FREQUENCY (MHz) 100 表4. 外部クロックソースの場合の EVキット修正箇所 COMPONENT 95 90 85 Clock Overdrive (J2) 80 C6 DESCRIPTION Clock input BNC connector Add 5pF capacitor Remove C7, C8 47pF capacitors Replace with 0.01µF capacitors 75 70 65 60 0 1 2 3 4 5 6 7 8 L1 220nH inductor Remove R1 10kΩ resistor Remove R2, R3 47kΩ resistors Replace with 49.9Ω resistors D1 Varactor diode Remove VTUNE CONTROL VOLTAGE (V) 図1. MAX1011の発振器周波数対VTUNE制御電圧 されています。DCカップリングの場合、ドライブレベル はアナログ入力のオープン回路同相電圧(通常2.35V)を基 準とし、ACカップリングの場合はグランドを基準とし ます。低利得(500mVp-p)範囲が選択された場合、入力 ドライブの条件は表3に記載されたものの2倍になりま す。高利得(125mVp-p)範囲が選択された場合、入力 ドライブの条件は表3に記載されたものの半分になります。 オフセット補正アンプ 標準的なACカップリングアプリケーション回路では、 MAX1011に含まれているオフセット補正アンプを イネーブルするのが普通です。DCカップリングアプリ ケーションの場合、ジャンパJU3及びJU4に短絡ブロック を付けて、このアンプをディセーブルする必要があり ます。これらのジャンパはOCC + (ピン2)及びOCC (ピン3)をグランドに短絡してアンプをディセーブルし ます。MAX1011EVキットは、オフセット補正アンプ がイネーブル(ジャンパがオープン)、アナログ入力が ACカップリングの構成になっています。 電圧制御発振器の動作 本EVキットには、外部共振タンク及びバラクタダイ オードを使用してアナログディジタルコンバータ(ADC) のサンプリングレートを設定するための電圧制御発振器 (VCO)が含まれています。VTUNEパッドに印加された 電圧がバラクタダイオードの容量を変化させ、それに よりタンクの共振周波数を調節します。これにより、 発振器のサンプリング周波数を設定します。VTUNEの 電圧は、0Vから最大8Vまで調節可能です。 本EVキットは、約3 . 7 Vの公称VTUNE制御電圧で、 ADCサンプリングレートが90Mspsになるように設計 されています。VTUNE制御電圧は、よくフィルタリング MODIFICATION して下さい。この電源のノイズは、内部発振器にジッタ を発生させコンバータのダイナミック特性を劣化させ ます。図1にMAX1011EVキットのVTUNE制御電圧の 標準的な周波数調節範囲を示します(VCOモードについ ては図2の回路図を参照して下さい)。 外部クロック動作 MAX1011EVキットは、外部クロックソースを使用し てADCを駆動するようにもできます。それには、VCO 回路から外部共振器部品を取り外して新しい部品をい くつか追加します。表4に、ボードを外部クロックソース 用に修正する場合に必要な操作が記載されています。 でき上がった回路を図3に示します。 図3でR3が49.9Ωに変わっているのは、50Ω外部信号 発生器に対し、適正に終端処理するためです。ACカップ リングコンデンサC7は外部クロック信号をTNK+(ピン7) でMAX1011の発振器回路にカップリングします。R2 及びC8は、発振器の両ポートにおけるインピーダンス のバランスを取ります。全ての修正が完了した時点で、 外部クロックソースをEVキット上のCLOCK OVERDRIVE(J2)と印の付いたBNCコネクタに接続して下さ い。推奨クロック振幅は1Vp-pです。但し、ADCは CLOCK OVERDRIVEが300mVp-p∼1.25Vp-pの範囲 であれば正しく動作します。 最高のダイナミック特性を得るには、低位相ノイズの サイン波発振器を使用し、外部クロックソースの位相 ノイズを低くして下さい。MAX1011を駆動するには、 矩形波のクロックソースは必要ありません。本素子は、 優れたダイナミック特性を維持しながら低レベルの入力 サイン波を増幅してADCコンパレータを駆動できるだ けの利得を備えています。 _______________________________________________________________________________________ 3 Evaluates: MAX1011 110 4 R1 10k BNC BNC 3 J4 J3 R2 47k D1 R3 47k 2 1 C8 47pF C6 5pF C7 47pF R5 49.9W (1%) R4 49.9W (1%) = DIGITAL GROUND (OGND) = ANALOG GROUND (GND) 図2. MAX1011EVキットの回路図(電圧制御発振器モード) _______________________________________________________________________________________ VCCO OGND GND VCC VTUNE GND PLANE RELIEVED UNDER THESE COMPONENTS VTUNE TANK IN- IN+ L1 220nH C10 0.1mF C9 0.1mF JU1 C12 10mF (10V) CUT HERE TO SEPARATE GROUNDS C11 0W 10mF (10V) VTUNE VCC 2 C5 0.01mF C3 0.01mF VCCO VCC C4 JU3 0.22 mF JU4 JU5 1 3 JU6 0W 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 GND VCC GND GND TNK- TNK+ VCC IN- IN+ OCC- OCC+ GAIN U1 VCCO DCLK DO D1 D2 D3 D4 D5 GND VCC N.C. OGND MAX1011 VCC 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 C1 0.01mF C2 47pF 0WŸ JU2 J1–14 J1–12 J1–10 J1–8 J1–6 J1–4 J1–2 VCC J1–13 J1–11 J1–9 J1–7 J1–5 J1–3 J1–1 GND PLANE RELIEVED UNDER THESE COMPONENTS Evaluates: MAX1011 MAX1011評価キット BNC J2 J4 49.9WŸ (1%) R2 49.9WŸ (1%) R3 = DIGITAL GROUND (OGND) VCCO OGND GND VCC VTUNE C8 0.01mF C7 0.01mF R5 49.9W (1%) R4 49.9W (1%) = ANALOG GROUND (GND) CLOCK BNC OVERDRIVE IN- BNC J3 C10 0.1mF C9 0.1mF JU1 C12 10mF (10V) CUT HERE TO SEPARATE GROUNDS C11 0W 10mF (10V) VTUNE VCC C5 0.01mF C3 0.01mF JU3 JU4 2 VCCO VCC C4 0.22mF JU5 1 3 GND VCC GND GND TNK- TNK+ VCC IN- IN+ OCC- OCC+ GAIN JU6 0W 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 U1 VCCO DCLK DO D1 D2 D3 D4 D5 GND VCC N.C. OGND MAX1011 VCC 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 C1 0.01mF C2 47pF 0W JU2 J1–14 J1–12 J1–10 J1–8 J1–6 J1–4 J1–2 VCC VCCO J1–13 J1–11 J1–9 J1–7 J1–5 J1–3 J1–1 GND PLANE RELIEVED UNDER THESE COMPONENTS Evaluates: MAX1011 IN+ MAX1011評価キット 図3. MAX1011EVキットの回路図(外部クロック動作) _______________________________________________________________________________________ 5 Evaluates: MAX1011 MAX1011評価キット ディジタル出力 バイパス TTL/CMOSコンパチブルのディジタル出力は、パラレル でコネクタJ1に出力されます。データフォーマットは D 5がMSB、D 0がL S Bのオフセットバイナリです。 ボードの端に近い方のピン列はディジタル出力グランド (OGND)であり、データビットは内側の列になっていま す。コネクタの端には、出力クロック(DCLK)のピンが あります。この信号は、ロジックアナライザ又は外部 DSP回路で捕捉するためにパラレル出力データをラッチ する場合に使用します。いずれのディジタル出力も DCLKの立上がりエッジで更新されます(MAX1011 データシートのタイミング図を参照)。 コンバータのダイナミック特性を最大限に引き出すに は、適正にバイパスする必要があります。MAX1011 EVキットは、低周波数の電源リップルを除去するため に10µFのバイパスコンデンサを電源コネクタの近くに 取り付けてあります。高周波バイパスは、素子の電源 ピンのできるだけ近くに取り付けたセラミックチップ によって行います。 レイアウト上の考慮 _____________________ MAX1011EVキットのレイアウトは、高速信号用に 最適化されており、アナログ部とディジタル部の間の カップリングを最小に抑えるため、グランド処理、電源 バイパス及び信号経路のレイアウトに注意が払われて います。例えば、タンク回路の下のグランドプレーン を除去し、C6、L1及びD1で形成される共振タンクに 必要な比較的小さなコンデンサにかかる浮遊容量性負荷 を低減しています。その他のレイアウト上の考慮点に ついて、以下に説明します。 電源及びグランド処理 本EVキットは、最高のダイナミック特性を得るために アナログとディジタルの電源及びグランドを別にして います。回路ボードの裏面のVCC電源コネクタの近くに ある薄いトレースによって、アナログと出力のグランド プレーンが互いに接続されています。これらの電源 グランドが他を基準にしている場合には、このトレース を切断することができます。 通常、アナログとディジタルのグランドの基準を1点に することにより、グランドループ及びディジタル出力 からのノイズによる敏感なアナログ回路への悪影響を 防ぐことができます。ボードの裏面のグランドトレース が切断されている場合は、2つのグランドの間の絶対 最大定格を守るようにして下さい。 6 ディジタル出力がトグルする度に、VCCO電源内の過渡的 電流が敏感なアナログ回路にカップリングし、コン バータの有効ビット数性能が著しく劣化することがあ ります。特にVCCOを効果的にOGNDにバイパスするこ とが重要です。最良の結果を得るには、バイパスコン デンサをボードの同じ側に配置して、素子の近くに 取り付けて下さい。これによってスルーホールの使用 を避けることができるため、直列インダクタンスが 低減されます。EVキット用には小さいコンデンサを 使用しているため(サイズ0603)、レイアウトをコンパ クトにすることができまます。また、小さな値(47pF) と小さな形状により自己共振周波数が高くなり、効果 的に高周波のバイパスを行います。 アプリケーション情報 ___________________ コンバータのダイナミック特性をフルに発揮させるに は、ディジタル出力における容量性負荷を最小限に抑 え、VCCO及びOGNDにおける過渡電流を低減します。 出力ビット当たりの最大容量は15pF以下にして下さ い。例えば、EVキットのディジタル出力トレース及び J1コネクタの容量は、トレース当たり約1.5pFです。 アプリケーション回路では、ディジタルの受信側の チップをMAX1011のできるだけ近くに配置し、出力 ビットトレースの下のグランドプレーンを除去すること によって、この値をさらに小さくすることができます。 評価用に、EVキットのJ1コネクタにロジックアナライザ を接続することができます。アナライザは、リボン ケーブルを追加せずに直接EVキットに接続して下さい。 短いリボンケーブルでもディジタル出力の最大推奨 容量性負荷を超えることがあります。標準的な高速 ロジックアナライザプローブはディジタルビット当たり 8pFの負荷を付加しますが、これは良好なダイナミック 特性を得る際に許容される値です。 _______________________________________________________________________________________ MAX1011評価キット Evaluates: MAX1011 1.0" 1.0" 図4. MAX1011EVキットの部品配置図(部品面側) 1.0" 図5. MAX1011EVキットの部品配置図(ハンダ面側) 1.0" 図6. MAX1011EVキットのPCボードレイアウト (部品面側) 図7. MAX1011EVキットのPCボードレイアウト (ハンダ面側) _______________________________________________________________________________________ 7 Evaluates: MAX1011 MAX1011評価キット NOTES 販売代理店 〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル） TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149 マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。 マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。 8 ___________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 (408) 737-7600 © 1998 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products.