ZHCT360 January 2022 AFE0064 , AFE1256 , AFE2256 , AFE3256 , DDC112 , DDC114 , DDC118 , DDC232 , DDC264 , DDC316
2 DDC
DDC 系列涵蓋從雙通道 (DDC112) 到 256 通道 (DDC2256) 器件，其中包括 4、8、16、32、64 和 128 通道等中間版本。每個(gè) DDC 通道都輸出一個(gè)數(shù)字值，相當(dāng)于輸入電流在兩個(gè)瞬間（時(shí)鐘信號(hào)的兩個(gè)連續(xù)邊沿）之間的積分（電荷）。工程師可以將 DDC 等效地視作一個(gè)后接 ADC（而不是電阻）的跨阻放大器，其中反饋電容和積分時(shí)間（采樣率）的組合設(shè)置了增益（參見圖 2-1）。
圖 2-1 雙積分器 DDC 輸入架構(gòu)在計(jì)算機(jī)斷層掃描儀或熒光測量等應(yīng)用中，將電荷值作為數(shù)字器件輸出具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過單個(gè)讀數(shù)直接提供與該時(shí)間間隔內(nèi)入射到光電二極管上的光子總數(shù)成比例的值（而不是連續(xù)采樣信號(hào)并在稍后將樣本相加）。在此期間，信號(hào)不必是連續(xù)的，DDC 的輸入積分器甚至可以對(duì)兩個(gè)邊沿之間的快速電流脈沖進(jìn)行積分。實(shí)際上，前端積分器的帶寬會(huì)超出人們根據(jù)采樣率認(rèn)識(shí)的帶寬，大約在兆赫范圍內(nèi)。
對(duì)于用戶更喜歡以電流為單位處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可將電荷結(jié)果除以積分區(qū)間（兩個(gè)邊沿之間的時(shí)間）來獲得平均電流值。該間隔中的任何時(shí)間信息都將丟失并轉(zhuǎn)換為單個(gè)平均電流樣本。
根據(jù) DDC 器件的不同，可以將采樣率（積分區(qū)間的倒數(shù)）從 1SPS 調(diào)整到 100kSPS（DDC316 僅為 12 位）。大多數(shù) DDC 比較規(guī)范的最大采樣率值是每通道約 6kSPS，分辨率為 20 位。表 2-1 總結(jié)了 DDC 系列中每個(gè)器件的最高等級(jí)規(guī)格。
| 器件名稱 | 通道數(shù)量 | 最小最大通道采樣率 [kSPS] | 最大滿量程電荷 [pC] | 最大滿量程電流 [μA] | 功耗 [mW/通道] | 位數(shù) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DDC112 | 2 | 0.001-3 | 1,000 | 3 | 85 | 20 |
| DDC114 | 4 | 0.001-3 | 350 | 1 | 18 | 20 |
| DDC118 | 8 | 0.001-3 | 350 | 1 | 18 | 20 |
| DDC316 | 16 | 1-100 | 12 | 1.2 | 28 | 100kSPS 下為 12 50kSPS 下為 16 |
| DDC232 | 32 | 0.001-6 | 350 | 2 | 10 | 20 |
| DDC264 | 64 | 0.001-6 | 150 | 1 | 5.5 | 20 |
| DDC1128 | 128 | 0.001-6 | 150 | 1 | 5.5 | 20 |
| DDC2256 | 256 | 1-17 | 150 | 2.5 | 2 | 24 |
該器件的可編程滿量程（交換集成電容器）使您能夠優(yōu)化給定應(yīng)用、試驗(yàn)或運(yùn)行的本底噪聲，這對(duì)于儀器儀表應(yīng)用尤為重要。增加輸入增益將使本底噪聲降至 0.2fCrms（1,250 個(gè)電子）。但是，在較低增益（較高的滿量程輸入）下能獲得較大的動(dòng)態(tài)范圍，典型值約為 90dB。
電流的計(jì)算公式為電荷除以積分時(shí)間，最大電流（在線性范圍內(nèi)）由最大滿量程電荷設(shè)置和最小積分時(shí)間計(jì)算得出。表 2-1 也列出了這些結(jié)果。典型的最大滿量程電荷范圍為 150pC 至 350pC，盡管 DDC112 允許使用可超過 1nC 范圍的外部反饋電容器。在以電流為單位進(jìn)行的計(jì)算中，最大范圍約為 1μA。
X 射線 AFE 與 DDC 系列的一個(gè)主要區(qū)別是 DDC 只能測量流入輸入端子的電流。也就是說，所有 DDC 都將滿量程的 0.4% 左右作為離開端子的電流的裕度，用于在零電流點(diǎn)校準(zhǔn)偏移。此外，還可以使用外部電阻器并通過一些相對(duì)簡單的技術(shù)來測量負(fù)電流 [3]。
最后，這些器件采用引線或 Ball Grid Array (BGA) 封裝，從而可通過標(biāo)準(zhǔn)組裝方法進(jìn)行簡單處理。