AD9287：一款高性能四通道8位100 MSPS串行LVDS 1.8 V ADC

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）扮演著至關(guān)重要的角色，它是連接模擬世界和數(shù)字世界的橋梁。今天，我們來深入了解一款由ADI公司推出的高性能ADC——AD9287。

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產(chǎn)品概述

AD9287是一款四通道、8位、100 MSPS的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它集成了片上采樣保持電路，專為低成本、低功耗、小尺寸和易用性而設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品采用48引腳LFCSP封裝，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度范圍為 -40°C至 +85°C，非常適合對(duì)尺寸要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景。

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

小尺寸封裝

AD9287將四個(gè)ADC集成在一個(gè)小巧的封裝中，節(jié)省了電路板空間。這對(duì)于那些對(duì)空間要求較高的設(shè)計(jì)來說，無疑是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。

低功耗

在100 MSPS的采樣率下，每個(gè)通道的功耗僅為133 mW。它只需一個(gè)1.8 V的電源和與LVPECL/CMOS/LVDS兼容的采樣時(shí)鐘即可實(shí)現(xiàn)全性能運(yùn)行，許多應(yīng)用甚至無需外部參考或驅(qū)動(dòng)組件。

易用性強(qiáng)

提供了一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸出（DCO），其工作頻率最高可達(dá)400 MHz，并支持雙倍數(shù)據(jù)速率（DDR）操作，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

用戶靈活性高

通過SPI控制，AD9287提供了廣泛的靈活特性，能夠滿足特定系統(tǒng)的需求。例如，可編程的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)對(duì)齊、可編程的數(shù)字測(cè)試模式生成等。

引腳兼容家族

與AD9219（10位）、AD9228（12位）和AD9259（14位）引腳兼容，方便用戶在不同分辨率需求之間進(jìn)行切換。

技術(shù)參數(shù)分析

直流參數(shù)

在分辨率方面，AD9287為8位，保證無漏碼。其偏移誤差、增益誤差、差分非線性（DNL）和積分非線性（INL）等參數(shù)表現(xiàn)出色，確保了高精度的轉(zhuǎn)換。例如，典型的DNL和INL值均為 ±0.2 LSB。

交流參數(shù)

信號(hào)噪聲比（SNR）最高可達(dá)49 dB（至奈奎斯特頻率），有效位數(shù)（ENOB）可達(dá)7.85位，無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）可達(dá)65 dBc（至奈奎斯特頻率），這些參數(shù)表明AD9287在動(dòng)態(tài)性能方面表現(xiàn)優(yōu)異。

數(shù)字參數(shù)

輸出符合ANSI - 644 LVDS標(biāo)準(zhǔn)，可通過SDIO/ODM引腳或SPI切換到低功耗、低信號(hào)選項(xiàng)（類似于IEEE 1596.3標(biāo)準(zhǔn)），進(jìn)一步降低功耗。

開關(guān)參數(shù)

最大時(shí)鐘速率為100 MSPS，最小時(shí)鐘速率為10 MSPS，具有良好的時(shí)鐘兼容性。輸出參數(shù)如傳播延遲、上升時(shí)間和下降時(shí)間等都有明確的規(guī)定，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

應(yīng)用考慮

模擬輸入

AD9287的模擬輸入是一個(gè)差分開關(guān)電容電路，能夠處理差分輸入信號(hào)，并支持較寬的共模范圍。為了獲得最佳性能，建議使用輸入共模電壓為電源電壓的一半，并匹配驅(qū)動(dòng)源的阻抗。

時(shí)鐘輸入

為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，建議使用差分信號(hào)對(duì)AD9287的采樣時(shí)鐘輸入（CLK+和CLK -）進(jìn)行時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。可以通過變壓器或電容進(jìn)行交流耦合，也可以使用差分PECL或LVDS信號(hào)。同時(shí)，AD9287內(nèi)置了占空比穩(wěn)定器（DCS），可以在較寬的時(shí)鐘占空比范圍內(nèi)保持性能穩(wěn)定。

電源和接地

建議使用兩個(gè)獨(dú)立的1.8 V電源，分別為模擬（AVDD）和數(shù)字（DRVDD）供電。如果只有一個(gè)電源，應(yīng)先將其連接到AVDD，然后通過鐵氧體磁珠或濾波器進(jìn)行隔離后再連接到DRVDD。同時(shí)，要使用適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙荩⒋_保PCB上的模擬、數(shù)字和時(shí)鐘部分進(jìn)行合理分區(qū)。

數(shù)字輸出

AD9287的差分輸出默認(rèn)符合ANSI - 644 LVDS標(biāo)準(zhǔn)，可通過SPI進(jìn)行配置。輸出數(shù)據(jù)格式默認(rèn)為偏移二進(jìn)制，也可通過SPI更改為二進(jìn)制補(bǔ)碼。此外，還提供了多種數(shù)字測(cè)試模式，方便用戶進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。

評(píng)估板使用

AD9287評(píng)估板提供了所有必要的支持電路，可讓ADC在各種模式和配置下運(yùn)行。用戶可以通過改變跳線連接來選擇不同的輸入配置，如差分變壓器耦合或AD8332驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，評(píng)估板還提供了詳細(xì)的電源、輸入信號(hào)和輸出信號(hào)連接說明，方便用戶進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。

總結(jié)

AD9287是一款性能優(yōu)異、功能豐富的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，適用于醫(yī)療成像、便攜式超聲、數(shù)字波束形成系統(tǒng)、正交無線電接收器等多種應(yīng)用場(chǎng)景。其小尺寸、低功耗、易用性和靈活性等特點(diǎn)，使其成為電子工程師在設(shè)計(jì)高性能系統(tǒng)時(shí)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和系統(tǒng)要求，合理選擇輸入配置、時(shí)鐘源和電源方案，以充分發(fā)揮AD9287的性能優(yōu)勢(shì)。你在使用類似ADC時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。