ADS921x 是一系列 18 位、高速、雙通道、同步采樣、模數轉換器 （ADC），帶有用于 ADC 輸入的集成驅動器。集成的ADC驅動器簡化了信號鏈，降低了精密應用的功耗，并支持超過1MHz的高頻信號。由于不需要外部去耦電容，集成ADC基準電壓緩沖器針對寬帶寬應用進行了優化。

ADS921x 使用串行 LVDS （SLVDS） 數據接口，可實現高速數字通信，同時最大限度地降低數字開關噪聲。使用每個ADC通道的單獨SLVDS輸出或兩個ADC通道的一個SLVDS輸出讀取雙通道ADC數據。
*附件：ads9219.pdf

特性

• 高速低功耗：
  • ADS9219：20MSPS/通道，230mW/通道
  • ADS9218：10MSPS/通道，146mW/通道
  • ADS9217：5MSPS/通道，95mW/通道
• 2 通道，同時采樣
• 功能集成：
  • 集成ADC驅動器
  • 集成精密參考
  • 共模電壓輸出緩沖器
• 高性能：
  • 18 位無缺失碼
  • INL：±1LSB，DNL：±0.75LSB
  • 信噪比：95.5dB和104.5dB信噪比，OSR = 16
• 寬輸入帶寬 （–3dB）：
  • ADS9219和ADS9218：90MHz
  • ADS9217：45MHz
• 串行LVDS接口：
  • SDR 和 DDR 輸出模式
  • 同步時鐘和數據輸出
• 擴展工作范圍：–40°C 至 +125°C

參數

方框圖

一、產品基礎信息與核心差異對比

ADS9217、ADS9218、ADS9219 同屬 ADS921x 系列，核心架構均為雙通道同步采樣 SAR ADC，共享集成 ADC 驅動、精密基準等特性，主要差異體現在采樣速率與功耗，具體參數對比如下：

二、關鍵功能特性詳解

1. 模擬輸入與基準電路配置

1.1 模擬輸入特性

• 輸入類型 ：支持 AC 耦合與 DC 耦合差分輸入，需確保輸入共模電壓與 VCMOUT 引腳電壓匹配（VCMOUT 典型值：ADS9217 為 2.385V、ADS9218 為 2.410V、ADS9219 為 2.460V），共模輸入范圍圍繞 VCMOUT 波動 ±70mV。
• 輸入參數 ：輸入偏置電流典型值 0.1nA，溫度漂移 0.1nA/°C；輸入采樣電容 22pF，等效輸入網絡含 2Ω 與 0.6Ω 匹配電阻（如圖 7-1 等效輸入網絡所示），適配高頻信號輸入。
• 線性度指標 ：全溫度范圍（-40°C 至 125°C）內，INL 最大 ±1.9LSB、DNL 最大 ±0.9LSB，確保高精度測量；增益誤差最大 ±0.05% FSR，溫度漂移最大 ±2ppm/°C，低溫漂保障寬溫域穩定性。

1.2 基準電壓配置

• 內部基準 ：默認啟用 4.096V 內部基準，溫度漂移 6-20ppm/°C，需在 REFIO 引腳外接 10μF 陶瓷去耦電容濾除噪聲，REFM 引腳需連接至地，基準輸出電壓范圍 4.092V-4.1V（典型 4.096V）。
• 外部基準 ：可通過兩種方式切換至外部基準：一是配置 SPI（SPI_EN=1），寫入 PD_REF=1b（寄存器 0xC1，Bank1）；二是設置 SPI_EN=0，將 SDI/EXTREF 引腳拉低，外部基準電壓需滿足 4.076V-4.116V。

2. 數據處理與接口功能設計

2.1 數據平均（Decimation）功能

• 平均模式 ：支持 2、4、8、16 樣本平均，平均使能后輸出速率按對應倍數降低（如 ADS9219 用 16 樣本平均時，輸出速率降至 1.25MSPS / 通道），且 SNR 隨平均倍數提升，OSR=16 時 SNR 可達 104.8dBFS。
• 配置方式 ：需通過多寄存器協同配置，核心寄存器包括 OSR_EN（0x0D [6]，使能平均）、OSR（0x0D [5:2]，選擇平均倍數）、OSR_CLK（0xC0 [9:7]，時鐘配置），同時 SMPL_SYNC 引腳可同步多器件的平均濾波復位。
• 數據輸出特性 ：平均功能啟用后，初始輸出 N 個無效數據，后續輸出平均結果（如圖 7-4 數據輸出時序所示），確保濾波穩定后的數據有效性。

2.2 數字下變頻器（DDC）

• 核心構成 ：集成 24 位數控振蕩器（NCO）與數字混頻器，每個通道可輸出 48 位 I/Q 數據（24 位 I+24 位 Q），NCO 為雙通道共享，支持頻率與相位精準配置。
• NCO 配置 ：NCO 頻率通過 NCO_FREQUENCY 寄存器（0xFD、0xFE）配置，公式為fNCO ? =224fSMP L _CLK? ? ×(NCOFREQUENC Y [ 23 : 0 ] ? &0xFFFF 0 )；初始相位通過 NCO_PHASE 寄存器（0xFC、0xFD）配置，支持 0、π、2π 三種初始相位，可通過 SMPL_SYNC 引腳復位相位。
• 抽取配置 ：支持 2、4、8、16 倍抽取，需配合數據平均功能，抽取倍數通過 OSR 寄存器（0x0D [5:2]）設置，同時需配置 OSR_INIT1（0xC0 [11:10]）、OSR_INIT2（0xC4 [5:4]）等初始化寄存器，確保數據同步。

2.3 LVDS 數據接口

• 接口模式 ：支持 1 lane（單通道輸出雙路數據）與 2 lane（雙通道分別輸出）兩種 lanes 配置，數據幀寬可選 24 位（默認，ADS9219/9218 僅支持）或 20 位（僅 ADS9217 支持），數據速率支持 SDR（單數據率）與 DDR（雙數據率）。
• 時鐘計算 ：數據時鐘（DCLK）頻率由采樣時鐘（SMPL_CLK）、lanes 數量、幀寬與速率決定，公式為，例如 ADS9219 在 2 lane、24 位 DDR 模式下，DCLK=12×SMPL_CLK（滿速時 DCLK=240MHz）。
• 信號匹配 ：LVDS 差分對（如 DCLKP/DCLKM、DOUTAP/DOUTAM）需在接收端靠近器件處接 100Ω 匹配電阻，確保高頻信號完整性，上升 / 下降時間最大 600ps（50Ω 傳輸線，20mm 長度）。

3. 特殊功能模塊說明

3.1 溫度傳感器

• 性能指標 ：10 位精度，溫度測量范圍覆蓋器件工作溫度區間，需通過固定寄存器序列讀取：
  1. 向 Bank1 的 0x90 寄存器寫入 0x4000，加載溫度數據至 0x91 寄存器；
  2. 讀取 Bank1 的 0x91 寄存器，獲取 10 位溫度數據；
  3. 向 Bank1 的 0x90 寄存器寫入 0x0000，完成讀取。
• 溫度計算 ：通過公式轉換為實際溫度值，溫度漂移小，確保環境溫度監測準確性。

3.2 數據隨機化功能

• 功能作用 ：啟用后 ADC 輸出與偽隨機序列（PRBS）或 ADC 轉換結果 LSB 進行異或操作，減少數據傳輸過程中地彈噪聲對模擬性能的干擾，尤其適用于 PCB 布局難以優化的場景。
• 配置方式 ：通過 XOR_EN（0x12 [3]，使能異或）、XOR_MODE（0xFB [2]，選擇異或對象）配置，默認使用 PRBS 異或，可切換為 LSB 異或，靈活適配不同噪聲抑制需求。

三、電氣規格詳情（典型值，TA=25°C，AVDD_5V=5V，VDD_1V8=1.8V）

3.1 供電與電流特性

3.2 AC 性能指標

3.3 數字接口電氣特性