VSP5610/11/12是高速、高性能的16位模數轉換器（ADC），擁有四個獨立采樣電路通道，用于多輸出電荷耦合器件（CCD）和互補金屬氧化物半導體（CMOS）線傳感器。傳感器的像素數據通過采樣/保持（SH）或相關雙采樣器（CDS）電路采樣，然后由ADC轉換為數字數據。數據輸出可在低電壓差分信令（LVDS）或CMOS模式下選擇。
*附件：vsp5610.pdf

VSP5610/11/12 包含可編程增益，以支持亮度引起的像素級曲折。集成的數字轉模擬轉換器（DAC）可用于調整模擬輸入信號的偏移電平。此外，這些設備集成了定時發生器（TG）用于傳感器工作控制。

VSP5610/11/12 的磁芯電壓為1.65V至1.95V，I/O電壓為3.0V至3.6V。鐵芯電壓由內置低壓衰減器（LDO）提供。

特性

• 四通道CCD/CMOS信號：可選擇2通道、3通道和4通道
• 電源：僅3.3 V，類型
  （內置LDO，3.3 V至1.8 V）
• 最大轉化率：
  • VSP5610：35 MSPS
  • VSP5611：50 MSPS
  • VSP5612：70 MSPS
• 16位分辨率
• CDS/SH 可選擇
• 最大輸入信號范圍：2.0 V
• 模擬與數字混合增益：
  • 模擬增益：0.5 V/V 到 3.5 V/V，每
    3/64 V/V 步進
  • 數字增益：1 V/V到2 V/V，每
    1/256 V/V步進
• 偏移校正DAC：±250 mV，8位
• 標準LVDS/CMOS可選輸出：
  • LVDS：數據通道：2通道，3通道時鐘通道：1通道8位/7位串行器可選
  • CMOS：4位×4,8位×2位
• 定時發生器：
  • 快速傳輸時鐘：八個信號
  • 慢傳時鐘：六個信號
• 時序調整分辨率：t MCLK /48
• 輸入鉗位/輸入參考電平 內部/外部可選
• 參考DAC：0.5 V，1.1 V，1.5 V，2 V
• SPI?：三線串行
• GPIO：四端口

參數

方框圖

VSP5610/11/12 是德州儀器（TI）推出的高性能多通道模擬前端芯片系列，核心優勢為 16 位高分辨率、2~4 通道靈活配置、集成采樣保持 / 相關雙采樣（SH/CDS）、可編程增益與時序發生器，支持 LVDS/CMOS 雙輸出模式，是復印機、傳真機、掃描儀等辦公自動化設備中 CCD/CMOS 線傳感器信號采集的專用解決方案。

一、核心產品參數

1. 基礎性能指標

• 分辨率與轉換率 ：16 位分辨率（無失碼），三型號核心差異為最大轉換率 ——VSP5610（35 MSPS）、VSP5611（50 MSPS）、VSP5612（70 MSPS），單通道最高速率分別達 11.66/16.66/23.33 MHz。
• 靜態精度 ：微分非線性（DNL）±0.5 LSB，積分非線性（INL）±2 LSB；總絕對增益誤差 ±10%，信號完整性優異。
• 信號調理能力 ：模擬增益 0.53.5 V/V（63 級步進），數字增益 1.02.0 V/V（255 級步進）；8 位偏移校正 DAC（±250 mV 范圍），適配不同傳感器信號幅度。
• 動態性能 ：信噪比（SNR）最高 76 dB，通道串擾≤±15 LSB，輸入等效噪聲低至 0.91 nV/rtHz，弱信號采集能力強。

2. 環境與封裝

• 工作溫度：0°C~85°C，適配辦公設備常規工作環境；
• 封裝形式：56 引腳 QFN（RSH 封裝），帶裸露熱焊盤，RoHS 兼容，MSL 等級 3（260°C 回流焊 168 小時）；
• 功耗表現：VSP5612 LVDS 輸出模式功耗 542 mW，待機模式僅 15 mW，功耗與性能均衡；
• 供電電壓：單 3.3 V 供電，內置 LDO 將核心電壓轉換為 1.8 V，簡化供電設計。

二、關鍵功能特性

1. 采樣與信號調理

• 采樣模式：支持 CDS（相關雙采樣）與 SH（采樣保持）模式，CDS 可抑制 CCD 復位噪聲，SH 適配 CMOS/CCD 傳感器，通道獨立配置。
• 輸入鉗位：支持像素鉗位、行鉗位、無鉗位三種模式，鉗位電平可選擇固定 2.2 V、內部 DAC 輸出（0.5/1.1/1.5/2.0 V）或外部輸入，適配不同傳感器偏置需求。
• 參考與偏移校正：內置參考 DAC（輸出精度 ±10%），8 位偏移 DAC 可校正輸入信號直流偏移，溫度漂移 ±2%，穩定性強。

2. 輸出與控制

• 輸出接口：支持 LVDS（23 通道數據 + 1 通道時鐘）與 CMOS（4 位 ×4/8 位 ×2）雙模式，LVDS 差分輸出電壓 300400 mV，抗干擾能力強。
• 時序發生器（TG）：集成 8 路快速傳輸時鐘、6 路慢速傳輸時鐘，時序調整分辨率 tMCLK/48，可直接驅動傳感器工作，無需外部時序芯片。
• 串行接口：3 線 SPI 控制，支持寄存器讀寫配置；4 路 GPIO，擴展靈活。

三、產品差異與選型

四、應用與設計要點

1. 典型應用場景

• 辦公自動化：復印機、傳真機、平板掃描儀的線陣 CCD/CMOS 傳感器信號采集；
• 工業檢測：低速率工業條碼掃描、小型圖像采集模塊。

2. 硬件設計建議

• 外部元件 ：VDD/DVDD_IO/LVDD 引腳需就近并聯 0.1 μF 去耦電容；ISET 引腳外接 10 kΩ±1% 電阻，穩定內部參考電壓。
• 信號布線：模擬輸入（AINx）與地（AINGNDx）差分布線，減少串擾；LVDS 輸出線對長度匹配，降低信號失真。
• 通道配置：根據傳感器通道數選擇 2/3/4 通道模式，通過 AIN_CH_SEL 寄存器配置；CDS 模式適配 CCD，SH 模式適配 CMOS，按需切換。

3. 軟件與配置

• 增益選擇：弱信號場景選高模擬增益（如 3.5 V/V），避免數字增益引入噪聲；強信號場景選低增益，防止信號飽和。
• 時序配置：通過內部寄存器設置 TG 時鐘參數，同步傳感器的行周期與像素周期；CLPDM 周期配置在虛擬像素或光學黑像素區間，提升鉗位穩定性。

五、產品優勢與適配性

• 核心優勢：高度集成 SH/CDS、增益調節、時序發生器，減少外部元件；支持 LVDS/CMOS 雙輸出，適配不同后端處理芯片；單電源供電，簡化系統設計。
• 選型建議：根據設備掃描速率需求選擇型號 —— 低速設備選 VSP5610，中高速設備選 VSP5611/12；需長距離傳輸選 LVDS 輸出，短距離低成本場景選 CMOS 輸出。