AD7908/AD7918/AD7928：高速低功耗8通道ADC的卓越之選

在電子設計領域，模數轉換器（ADC）是連接模擬世界和數字世界的關鍵橋梁。今天，我們就來深入探討一下Analog Devices公司推出的AD7908/AD7918/AD7928這三款8通道、1 MSPS、8/10/12位帶通道序列器的ADC，看看它們在性能、功能和應用方面有哪些獨特之處。

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產品概述

AD7908、AD7918和AD7928分別為8位、10位和12位的高速、低功耗、8通道逐次逼近型ADC。它們采用單2.7 V至5.25 V電源供電，最高吞吐量可達1 MSPS。這些器件內置低噪聲、寬帶寬跟蹤保持放大器，能夠處理超過8 MHz的輸入頻率。

產品特性亮點

高吞吐量與低功耗

這三款ADC提供高達1 MSPS的吞吐量，在3 V電源和最大吞吐量下，功耗最大僅為6 mW。例如，在一些對功耗要求較高的便攜式設備中，這種低功耗特性可以顯著延長電池續航時間。

八通道單端輸入與通道序列器

它們擁有八個單端模擬輸入通道，并配備通道序列器，用戶可以預先選擇通道序列，實現連續轉換。這在需要同時監測多個模擬信號的應用中非常實用，比如工業自動化中的多傳感器數據采集。

單電源操作與VDRIVE功能

AD7908/AD7918/AD7928可在2.7 V至5.25 V的單電源下工作，VDRIVE功能使串行接口能夠直接連接到3 V或5 V的處理器系統，而不受AVDD的影響。這為不同電壓系統的連接提供了便利，增強了器件的通用性。

靈活的電源/串行時鐘速度管理

轉換速率由串行時鐘決定，通過提高串行時鐘速度可以縮短轉換時間。同時，器件還具備多種關斷模式，在較低吞吐量下可最大程度提高電源效率。在全關斷模式下，電流消耗最大僅為0.5 μA。

無流水線延遲

采用標準的逐次逼近型ADC架構，通過CS輸入精確控制采樣時刻，并實現一次性轉換控制，避免了流水線延遲，確保數據的實時性。

詳細技術規格

動態性能

在50 kHz輸入頻率下，AD7928的SINAD（信噪失真比）最低可達70 dB，展現出出色的動態性能。不同型號在信號噪聲比（SNR）、總諧波失真（THD）等方面也有各自的優勢。

直流精度

三款ADC在分辨率、積分非線性（INL）、差分非線性（DNL）等方面都有嚴格的規格要求，確保了轉換結果的準確性。例如，AD7908的INL和DNL最大誤差為±0.2 LSB，保證了8位分辨率下的無漏碼輸出。

模擬輸入與參考輸入

模擬輸入范圍可通過控制寄存器選擇為0 V至REFIN或0 V至2 × REFIN，參考輸入電壓為2.5 V ±1 V，輸入阻抗典型值為36 kΩ。

邏輯輸入與輸出

邏輯輸入和輸出具有明確的電壓和電流規格，如輸入高電壓VINH為0.7 × VDRIVE，輸出高電壓VOH為VDRIVE - 0.2 V等，確保與不同邏輯電平的兼容性。

轉換速率與功耗

轉換時間最大為800 ns（16 SCLK周期，SCLK為20 MHz），吞吐量最大可達1 MSPS。在不同電源電壓和工作模式下，功耗表現也有所不同，如在5 V電源和20 MHz SCLK下，正常工作模式的功耗最大為13.5 mW。

工作原理與操作模式

控制寄存器

控制寄存器是一個12位的只寫寄存器，通過DIN引腳在SCLK的下降沿加載數據。它可以控制通道選擇、輸出編碼、電源模式等功能。例如，通過設置RANGE位可以選擇模擬輸入范圍，設置CODING位可以選擇輸出編碼方式（直二進制或補碼）。

序列器操作

通過SEQ和SHADOW位的配置，序列器可以實現四種不同的操作模式，包括傳統的單通道選擇模式、編程SHADOW寄存器實現特定通道序列轉換模式以及連續通道轉換模式等。這為用戶提供了靈活的通道選擇和轉換方式。

電源管理模式

• 正常模式（PM1 = PM0 = 1）：適用于追求最快吞吐量的應用，器件始終保持全功率運行，無需考慮上電時間。
• 全關斷模式（PM1 = 1，PM0 = 0）：所有內部電路斷電，但控制寄存器信息得以保留，直到電源管理位改變才會重新上電。
• 自動關斷模式（PM1 = 0，PM0 = 1）：每次轉換結束后，器件自動進入關斷狀態，喚醒時間為1 μs。在這種模式下，功耗顯著降低，但吞吐量會有所下降。

應用與接口

典型連接

在典型連接圖中，AGND引腳連接到系統的模擬地平面，REFIN引腳連接到外部參考源（如AD780），提供穩定的參考電壓。VDRIVE引腳可以連接到不同電壓的處理器，實現與不同邏輯電平的接口。

串行接口

串行接口通過SCLK和CS信號控制數據傳輸和轉換過程。轉換結果以串行數據流的形式從DOUT引腳輸出，包含通道地址信息和轉換數據。同時，通過DIN引腳可以向控制寄存器和SHADOW寄存器寫入配置信息。

微處理器接口

AD7908/AD7918/AD7928可以直接與多種微處理器和DSP進行接口，如TMS320C541、ADSP - 21xx和DSP563xx等。在不同的接口中，需要根據處理器的特點進行相應的配置，以確保數據的準確傳輸和轉換。

設計建議與注意事項

接地與布局

在PCB設計中，應將模擬和數字部分分開，采用獨立的接地平面，避免數字信號對模擬信號的干擾。同時，要注意電源線路的布局，使用較大的走線以降低阻抗，減少電源線上的毛刺影響。

參考源選擇

外部參考源的精度直接影響ADC的轉換精度，應選擇合適的參考源，并在REFIN引腳添加至少0.1 μF的電容進行濾波。

電源管理

根據應用需求選擇合適的電源管理模式，在低吞吐量應用中可以采用自動關斷模式以降低功耗，但要注意喚醒時間對轉換速率的影響。

總結

AD7908/AD7918/AD7928這三款ADC以其高速、低功耗、多通道和靈活的配置等特點，在工業自動化、儀器儀表、汽車電子等領域具有廣泛的應用前景。作為電子工程師，我們在設計過程中要充分了解其特性和規格，合理選擇和使用這些器件，以實現最佳的系統性能。你在使用類似ADC時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。