Texas Instruments ADC3910Dx和ADC3910Sx 10位125MSPS模數轉換器 (ADC) 是一系列超低功耗10位125MSPS高速單通道和雙通道模數轉換器。僅一個時鐘周期的短延遲對高速控制環路有益。該ADC在125Msps時的功耗僅為92mW，可按較低采樣率進行功耗調節。

數據手冊：*附件：Texas Instruments ADC3910Dx和ADC3910Sx 10位125MSPS ADC數據手冊.pdf

該器件使用DDR、HDDR、SDR或串行CMOS接口輸出從+1.8V到+3.3V的數據，以滿足各種接收器的要求。該器件通過帶有可編程高低閾值、遲滯和事件計數器的數字比較器，根據通道實施由事件引發的中斷，來實現模擬監控功能。該器件是引腳對引腳兼容的ADC系列，具有8位和10位分辨率以及不同速度等級。Texas Instruments ADC3910Dx和ADC3910Sx采用32引腳VQFN封裝，支持-40°C至+105°C的工業溫度范圍。

特性

• 采樣率高達125MSPS
• 一個時鐘周期延遲
• 低功率（雙通道）
  • 125MSPS時92mW
  • 25MSPS時59mW
  • 4mW（PD模式）
• 32-VQFN (4mm x 4mm) 小尺寸
• 單通道或雙通道ADC
• 雙數字比較器
• 內部或外部基準
• 無失碼，±1LSB INL
• 緩沖、差分或單端輸入
• 輸入帶寬：150MHz (3dB)
• 1.8V單電源，具有可選3.3VIO 功能
• 工業溫度范圍：-40°C至105°C
• 片上數字濾波器（可選），抽取2、4、8、16
• 并行 (SDR、DDR) 和串行CMOS接口
• 頻譜性能 (fIN = 5MHz)
  • SNR：61 dBFS
  • SFDR：65dBc

功能框圖

德州儀器ADC3910系列：高性能低功耗10位125MSPS ADC技術解析

一、產品概述

德州儀器(TI)的ADC3910Dx和ADC3910Sx系列是專為高速信號處理設計的10位分辨率模數轉換器家族，提供單通道(ADC3910Sx)和雙通道(ADC3910Dx)配置，采樣率范圍從25MSPS到125MSPS。該系列產品以其?超低功耗?和?低延遲?特性在工業應用中表現出色，特別適合需要快速響應時間的控制系統。

二、關鍵特性

1. ?高性能參數?：
   • 分辨率：10位(可選8位模式)
   • 采樣率：25/65/125MSPS可選
   • 信噪比(SNR)：最高61.2dBFS(125MSPS時)
   • 無雜散動態范圍(SFDR)：最高67dBc
   • 模擬輸入帶寬：150MHz(-3dB)
2. ?低功耗設計?：
   • 125MSPS雙通道模式下僅消耗97mW
   • 功耗隨采樣率線性降低(25MSPS時59mW)
   • 待機模式功耗低至4mW
3. ?獨特架構優勢?：
   • 1個時鐘周期的超低延遲
   • 集成輸入緩沖器，支持差分或單端輸入
   • 可選內部/外部參考電壓(1.2V)

三、應用領域

1. ?雷達與無線電系統?：
   • 得益于150MHz的輸入帶寬和優良的動態性能，非常適合中頻采樣應用
2. ? 激光雷達(LiDAR) ?：
   • 1個時鐘周期的低延遲特性使其能快速響應距離測量信號
3. ?工業控制系統?：
   • 低功耗和小封裝(4mm×4mm VQFN)適合空間受限的嵌入式應用
4. ?測試測量設備?：
   • 集成數字比較器和統計引擎簡化了閾值檢測和信號分析

四、技術亮點解析

1. ?數字下變頻(DDC)技術?：
   • 支持2/4/8/16倍實時抽取
   • 提供至少70dB的阻帶抑制
   • 輸出帶寬可達采樣率的40%(如125MSPS時50MHz)
2. ?智能監測功能?：
   • 雙數字比較器，可編程高低閾值
   • 統計引擎可記錄最小值、最大值、和值及平方和
   • 過載檢測功能保護前端電路
3. ?靈活的接口配置?：
   • 支持DDR/SDR CMOS并行輸出
   • 可配置為8/10/12/16位輸出分辨率
   • 1.8V至3.3V可調I/O電壓

五、設計考慮事項

1. ?電源管理?：
   • 建議使用兩級穩壓(開關電源+LDO)
   • AVDD(1.8V)和IOVDD(1.8-3.3V)應獨立供電
   • 參考電壓引腳需接10μF+0.1μF去耦電容
2. ?布局建議?：
   • 模擬輸入走線盡量短，避免過孔
   • 時鐘信號需保證快速邊沿(推薦方波)
   • 熱焊盤必須與PCB良好焊接
3. ?性能優化?：
   • 輸入信號保持在-1dBFS可獲得最佳動態性能
   • 高頻應用可禁用非線性校正節省0.5mA電流
   • 低于25MHz信號可使用低功耗輸入緩沖模式

六、典型應用方案

圖1展示了一個基于ADC3910D125的頻譜分析儀前端設計：

• 采用THS4541全差分放大器驅動ADC輸入
• 1.2V內部參考電壓簡化設計
• 抗混疊濾波器根據應用頻帶定制
• FPGA實現數字信號處理和后端接口

該方案在125MSPS采樣率下實測性能：

• 5MHz輸入時SNR達60dBFS，SFDR 56dBc
• 10MHz輸入時SNR保持60dBFS，SFDR 52dBc

七、選型指南