XRAY项目--电荷积分放大器AD8488介绍（2）

ming654298

                                                        XRAY项目--电荷积分放大器AD8488介绍（2）

四、AD8488工作原理

       AD8488电路结构如图2所示：

      图2：AD8488电路结构图

     如图所示，AD8488主要由四部分构成。分别为前置电荷量转换器、差分输出选择器、输出缓冲器和时序/控制部分。     前置电荷量转换器为128通道电荷积分放大器，每一个通道由一个放大器，一个低通滤波器和一个二级放大器构成。电路结构图如图3所示：

图3：电荷量转换器结构图

    前端采集到的电荷信号通过第一级积分放大器进行转换，共有四档可选。各档位转换参数如图4所示：

图4：电荷积分放大器转换参数

    这四档分别由四种不同容值的反馈电容（CF1）控制。当CF1=0.45pF时，输出典型值为2.3V/pC（单位为伏特每皮库伦，指每积分1皮库伦，输出为1V。1pC==10-12c）；当CF1=1.1pF时，输出典型值为1.1V/pC，以此类推。CF1容值越大，增益越低。
    第二级低通滤波器实际上是一个保持装置，由一个电阻R1和一个电容CH构成。第一级放大器输出的电压信号通过R1给电容CH充电，以便于第二级放大器对CH进行积分放大。因此相当于一个低通滤波器。CH的参数由GNSEL[3..0]选择，参数如图5所示：

图5：CH参数选择表

        注：GNSEL[3..0]寄存器只能选择CH的容值，并不代表增益。上图中所表示的增益实际上是当二级放大器的反馈电容为0.5pF是，不同的CH容值下对应的增益。
        第三级放大器与第一级相同，也是一个电荷积分放大器。只不过第一级输出的电压信号是对芯片输入的电荷量的积分，然后该电压信号对第二级的CH电容进行充电，之后通过第二级放大器对CH的电荷量积分，最终输出新的电压信号，形成二次放大的效果。第二级积分放大器增益由CF2控制，共有10档，增益单位为V/V。注：因为第一级放大器已经将电荷信号转换为电压信号，因此第二级放大器的电压为伏特每伏特。增益表如图6所示：

图6：第二级积分放大器增益表

  AD8488采集的信号经过两级放大后，经数据选择器选通通道后，再由一个缓冲器输出差分信号。该信号的幅度范围为1.5V至2.5V。官方推荐使用AD9244这款ADC芯片进行模拟信号转换，推荐电路如图7所示：

图7：AD8488与AD9244连接示意图

     AD8488与AD9244共用一个2.048V的电压参考。AD9244的差分输出范围为0~2.048V，偏置电压为2.5V。