ADS922x是16位、高速、雙通道、同步采樣、模數轉換器（ADC）系列，具有用于ADC輸入的集成驅動器。集成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器，集成ADC基準電壓緩沖器針對寬帶寬應用進行了優化。

ADS922x使用串行LVDS （SLVDS）數據接口，支持高速數字接口，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：ads9229.pdf

特性

• 高速采樣率：20MSPS/ch
  • ADS9229：20MSPS/通道，230mW/通道
  • ADS9228：10MSPS/通道，146mW/通道
  • ADS9227：5MSPS/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：
  • 16 位無缺失碼
  • INL：±0.3LSB，DNL：±0.3LSB
  • 信噪比：93.9dB
• 寬輸入帶寬 （–3dB）：
  • ADS9229和ADS9228：90MHz
  • ADS9227：45MHz
• 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

ADS9227、ADS9228、ADS9229 同屬 ADS922x 系列，核心架構均為 16 位雙通道同步采樣 ADC，共享集成驅動、基準等特性，主要差異集中在采樣速率與功耗，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

• 輸入范圍與阻抗 ：差分輸入滿量程 3.2Vpp，共模輸入電壓需匹配 VCMOUT 引腳（0.9-1.0V，典型 0.95V），允許 ±70mV 波動；直流差分輸入電阻 8kΩ，輸入電容 5.4pF，等效輸入網絡含 2Ω 與 0.6Ω 匹配電阻及 22pF 采樣電容（如圖 7-1 等效輸入網絡所示），適配高頻信號。
• 線性度與誤差 ：增益誤差最大 ±0.05% FSR，溫度漂移最大 0.5ppm/°C；失調誤差最大 ±10LSB，溫度漂移 0.25LSB/°C，寬溫域內測量精度穩定；支持增益誤差校準（通過寄存器 0x0D、0x33 配置），進一步降低誤差。
• 噪聲性能 ：5MHz 輸入時 THD 典型 - 120dBc，二次 / 三次諧波失真（HD2/HD3）抑制能力強；1MHz 輸入時 SNR 仍達 93.3dBFS，適合中高頻弱信號采集。

1.2 基準電壓配置

• 內部基準 ：默認啟用 4.096V 內部基準，需在 REFIO 引腳外接 10μF 陶瓷去耦電容濾除噪聲，REFM 引腳接地；基準輸出電壓范圍 4.092V-4.1V，輸出阻抗 8Ω，額外消耗 4mA 模擬電流。
• 外部基準 ：可通過寄存器 0xC1（PD_REF=1b）禁用內部基準，在 REFIO 引腳接入 4.096V 外部基準（推薦 REF7040），需同樣外接 10μF 去耦電容，外部基準負載電流約 1mA，溫度漂移更低，適合超高精度場景。

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 倍數據平均，平均使能后輸出速率按對應倍數降低（如 ADS9229 用 16 倍平均時，輸出速率降至 1.25MSPS / 通道），SNR 隨平均倍數提升，16 倍平均時 SNR 達 97dBFS。
• 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_INIT1/2/3（0xC0 [11:10]、0xC4 [5:4]、0xC4 [1]，初始化配置），SMPL_SYNC 引腳可同步多器件平均濾波復位。

2.2 數字下變頻器（DDC）

• 核心構成 ：集成 32 位數控振蕩器（NCO）與數字混頻器，支持 2/4/8/16 倍復抽取，每通道輸出 48 位 I/Q 數據（24 位 I+24 位 Q），NCO 為雙通道共享，頻率范圍 - FS/2 至 + FS/2。
• NCO 配置 ：NCO 頻率通過寄存器 0xFD/0xFE（NCO_FREQUENCY）配置，公式為fNCO ? =fSMP L _CLK?**×NCOFREQUENCY ? /224**；初始相位通過 0xFC/0xFD（NCO_PHASE）配置，支持 0、π、2π 三種相位，可通過 SMPL_SYNC 引腳復位相位。
• 抽取與增益補償 ：復抽取時信號經混頻后幅度衰減 6dB，可通過寄存器 0x26 配置 6dB 數字增益補償；實抽取（僅低通濾波，無混頻）衰減 3dB，支持 3dB 增益補償，避免 SNR 損失。

2.3 LVDS 數據接口

• 接口模式 ：支持兩種輸出模式，適配不同數據速率需求：
  • 2 路模式：雙通道數據分別從 DOUTA（通道 A）、DOUTB（通道 B）輸出，24 位 SDR 時 DCLK 頻率 = 12×SMPL_CLK（ADS9229 滿速時 DCLK=240MHz）。
  • 1 路模式：雙通道數據合并從 DOUTA 輸出，24 位 SDR 時 DCLK 頻率 = 24×SMPL_CLK（ADS9229 滿速時 DCLK=480MHz）。
• 輸出格式 ：支持二進制與二進制補碼格式（通過 0x0D [13] 配置），輸出幀寬 20/24 位可調（20 位含 16 位數據 + 4 位用戶自定義位，24 位含 16 位數據 + 8 位用戶自定義位），用戶自定義位通過寄存器 0x1C 配置。
• 時序特性 ：數據延遲低，2 路模式延遲 2 個時鐘周期，1 路模式延遲 1 個時鐘周期；LVDS 輸出差分電壓 200-500mVpp，共模電壓 0.88-1.32V，需在接收端接 100Ω 匹配電阻。

3. 特殊功能模塊說明

3.1 溫度傳感器

• 性能指標 ：10 位精度，測量范圍覆蓋器件工作溫度區間（-40°C 至 125°C），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，可用于環境溫度監測與精度補償。

3.2 測試模式

• 模式類型 ：支持三種測試圖案，用于接口調試與鏈路驗證：
  1. 固定模式：輸出 TP0_A/TP0_B 寄存器（0x14/0x19）定義的固定值；
  2. 數字斜坡：輸出隨 RAMP_INC_A/RAMP_INC_B（0x13 [7:4]/0x18 [7:4]）配置遞增的斜坡信號，遞增步長為 N+1（N 為寄存器配置值）；
  3. 交替模式：交替輸出 TP0_A/TP1_A、TP0_B/TP1_B 寄存器（0x14/0x15、0x19/0x1A）定義的值。
• 啟用方式 ：通過 TP_EN_A/TP_EN_B（0x13 [1]/0x18 [1]，使能測試模式）、TP_MODE_A/TP_MODE_B（0x13 [3:2]/0x18 [3:2]，選擇模式類型）配置，無需外部電路即可完成接口驗證。

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（fIN=5MHz，-1dBFS 輸入）

3.3 數字接口電氣特性

四、寄存器配置體系

器件包含 3 個寄存器組（Bank 0/1/2），共定義數十個配置寄存器，關鍵寄存器功能分類如下：

4.1 Bank 0：基礎配置寄存器

4.2 Bank 1：功能配置寄存器

五、應用設計與布局建議

5.1 典型應用場景

該系列 ADC 主要面向中高頻高精度數據采集，具體場景包括：

• 工業測試設備 ：功率分析儀、源測量單元（SMU）、直流電源 / 交流源 / 電子負載。
• 運動控制 ：伺服驅動器位置反饋、 marine 設備（船用監測系統）。
• 醫療與儀器 ：需中高頻信號采集的診斷設備（非直接人體接觸類）。

5.1.1 不同帶寬 DAQ 電路設計

5.2 電源與布局設計要點

5.2.1 電源去耦設計

• 供電體系 ：需雙電源供電，模擬電源（AVDD_5V）4.5-5.5V（ADS9227）、4.75-5.25V（其他型號），為 ADC 驅動供電；數字電源（VDD_1V8）1.75-1.85V，為 LVDS 接口與數字電路供電，無上電順序要求。
• 去耦配置 ：AVDD_5V 與 VDD_1V8 引腳均需并聯 1μF+0.1μF 陶瓷電容，且靠近引腳布局，避免過孔；REFIO 引腳外接 10μF 去耦電容，REFM 直接接地，降低基準噪聲。

5.2.2 PCB 布局準則

• 分區布局 ：將模擬部分（AINx、REFIO、VCMOUT）與數字部分（LVDS 接口、SPI 接口）嚴格分區，模擬信號路徑避免穿越數字區域，減少 EMI 干擾。
• 差分對布線 ：模擬輸入（AINAP/AINAM、AINBP/AINBM）與 LVDS 差分對（如 DCLKP/DCLKM、DOUTAP/DOUTAM）需等長布線，長度差≤5mil，特性阻抗 100Ω，遠離電源噪聲源。
• 接地處理 ：暴露熱焊盤（Thermal Pad）必須接地，GND 與 REFM 單點連接，采用獨立接地平面；電源平面與接地平面緊密耦合，降低電源噪聲。

六、封裝與訂購信息

6.1 封裝規格

• 封裝類型 ：40 引腳 VQFN（型號 RHA），尺寸 6mm×6mm，引腳間距 0.5mm，最大高度 1mm，暴露熱焊盤（面積約 4.5mm×4.5mm）用于散熱，熱阻參數：RθJA=25.8°C/W，RθJB=7.5°C/W。
• 焊接要求 ：MSL 等級 3（260°C 峰值回流，168 小時濕敏存儲），推薦焊盤直徑 0.4mm，鋼網厚度 0.125mm，熱焊盤焊接覆蓋率≥70%，確保散熱效率。