ADS922x是一系列16位、高速、雙通道、同步采樣、模數轉換器（ADC），具有用于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。

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：ads9228.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、產品概述

ADS922x 系列是德州儀器推出的 16 位雙通道同步采樣模數轉換器（ADC），包含 ADS9227、ADS9228、ADS9229 三個型號，核心優勢在于集成化設計（含 ADC 驅動器、精密基準源等）、高速采樣與低功耗平衡，適用于高精度、高頻率信號采集場景，工作溫度范圍覆蓋 - 40°C 至 + 125°C，滿足工業級環境需求。

二、核心參數對比

三款產品核心差異集中在采樣速率與功耗，具體參數如下表：

共同關鍵性能：

• 分辨率：16 位（無失碼）
• 線性度：積分非線性（INL）±0.3LSB，微分非線性（DNL）±0.3LSB
• 信噪比（SNR）：93.9dB
• 輸入范圍：差分 ±3.2V，共模電壓需匹配 VCMOUT 引腳電平（典型 2.4V 左右）

三、硬件設計關鍵信息

1. 封裝與引腳

• 封裝類型 ：均采用 40 引腳 VQFN（RHA 封裝），尺寸 6mm×6mm，需注意暴露熱焊盤需接地以保證散熱。
• 關鍵引腳功能 ：
  • 模擬輸入：AINAP/AINAM（ADC A 正負端）、AINBP/AINBM（ADC B 正負端），支持 AC/DC 耦合。
  • 電源：AVDD_5V（5V 模擬電源）、VDD_1V8（1.8V 數字 / 模擬輔助電源），需按要求搭配 0.1μF+1μF 去耦電容。
  • 時鐘與數據：SMPL_CLK（采樣時鐘，支持差分 LVDS 或單端 CMOS）、DCLK（數據時鐘）、DOUTA/DOUTB（差分數據輸出），LVDS 接口需在接收端就近接 100Ω 匹配電阻。
  • 基準與共模：REFIO（基準電壓 I/O，內置 4.096V 基準，需接 10μF 去耦電容）、VCMOUT（共模電壓輸出，接 1μF 去耦電容）。

2. 電源與基準設計

• 電源要求 ：AVDD_5V 需滿足 4.5V-5.5V（ADS9227）或 4.75V-5.25V（ADS9228/9229），VDD_1V8 需滿足 1.75V-1.85V，獨立供電以減少干擾。
• 基準選擇 ：默認啟用內置 4.096V 基準，需在 REFIO 與 REFM 間接 10μF 電容濾波；可通過 PD_REF 寄存器位禁用內置基準，外接 4.096V 基準（推薦 REF7040）。

四、功能特性與配置

1. 核心功能

• 同步采樣與數據接口 ：雙通道同步采樣，支持 1 lane/2 lane LVDS 輸出，兩種數據速率模式（SDR 單倍速率、DDR 雙倍速率），數據幀寬度可配置為 20 位或 24 位（含用戶自定義位）。
• 數據處理 ：
  • 內置抽取濾波器，支持 2/4/8/16 倍過采樣（OSR），提升信噪比（如 OSR=16 時 SNR 可達 97dB）。
  • 數字下變頻器（DDC）：含 24 位數控振蕩器（NCO）與混頻器，可輸出 I/Q 復數信號，適用于信號變頻處理場景。
  • 數據隨機化：通過 XOR 操作減少數據傳輸時的地彈噪聲，可選 PRBS 位或 ADC LSB 作為 XOR 基準。
• 溫度監測 ：集成 10 位溫度傳感器，通過 SPI 讀取數據，溫度計算公式為：Temperature = -85.0172 + (10位輸出值 × 0.24918) °C。
• 測試模式 ：支持固定模式、數字斜坡、交替模式三種測試圖案，用于驗證數據接口正確性。

2. 寄存器配置

• 寄存器銀行 ：分為 3 個銀行（Bank 0/1/2），Bank 0 用于基礎配置（如 SPI 模式、寄存器銀行選擇），Bank 1 用于功能配置（如過采樣、數據格式、溫度傳感器），Bank 2 用于時鐘配置（ADS9227 專用）。
• 關鍵配置項 ：
  • 數據格式：通過 DATA_FORMAT 位選擇二進制補碼或無符號二進制。
  • 增益校準：GE_CAL_EN1/2/3 位啟用全局增益誤差校準，提升精度。
  • 電源管理：PD_CH 位控制通道斷電，PD_CHIP 位控制全芯片斷電，PWDN 引腳（低有效）也可觸發斷電。

五、應用場景與典型電路

1. 目標應用

• 功率分析儀、源測量單元（SMU）
• marine 設備、伺服驅動位置反饋
• 直流電源、交流源、電子負載

2. 典型 DAQ 電路

根據輸入信號帶寬推薦不同放大器搭配：

• ≤20kHz：采用 THS4552 雙通道全差分放大器，增益可配置為 1 或 4。
• ≤100kHz：同樣使用 THS4552，優化外部電容參數以匹配帶寬。
• ≤1MHz：采用 THS4541 高速全差分放大器，保證低失真與寬頻帶性能。

六、布局與可靠性

1. 布局 guidelines

• 模擬信號路徑與數字線隔離，避免交叉干擾。
• 電源去耦電容（0.1μF+1μF）靠近電源引腳，無過孔；REFIO 引腳去耦電容靠近 REFIO/REFM，減少寄生電感。
• 接地：GND 與 REFM 引腳通過短路徑連接到地平面，熱焊盤必須接地。

2. 可靠性指標

• ESD 防護：模擬輸入引腳（AINx）HBM±2000V，其他引腳 HBM±1000V，CDM±500V。
• 熱阻：RθJA（結到環境）25.8°C/W，RθJC（結到殼體）13.3°C/W，需保證散熱設計。

七、訂購信息

均符合 RoHS 標準，MSL 等級為 3 級（260°C 峰值回流焊，168 小時潮濕敏感）。