当代最有竞争力的模拟技术和产品大看台:模数转换器(ADC)
TI的ADS8372是业界性能非常突出的16位逐次逼近ADC。它在整个工业扩展温度范围内(-40C to +85C)具备16位无丢码性能、600kSPS数据速率、小于0.75 LSB (max)的整体非线性度(INL)和小于0.5 LSB (max)差分非线性度(DNL)。该器件非常适合于先进的实时应用,如自动测试仪器、医疗成像仪器、光?联网设备、高速控制环和高精度数据采集系统。
此外,ADS8372提供一个带片上电压参考和参考缓冲器的完整解决方案,从而无需外部有源元件就可得到杰出的信号线性度。凭借其小于1 LSB的线性性能,ADS8372是目前业界最精确的16位SAR ADC。通过集成一个内部参考和参考缓冲器并将它们封装在一个小型6mm × 6mm QFN器件内,ADS8372也使得设计师可大幅节省PCB板空间。 ADS8372是一个伪双极全差动输入串行ADC,它包含一个带内在采样保持功能的16位基于电容的SAR ADC架构、4.09V内部电压参考、内部参考缓冲器和转换时钟。它还提供一个高速CMOS SPI兼容的串行接口以及一个速度高达40MHz的时钟。ADS8370是其伪差动输入单极版本。 其它性能规格包括:±0.2ppm/C失调漂移、94dB信噪比(SNR)、120dB无寄生动态范围(SFDR)、在600kSPS时功耗为110mW功耗(在休眠模式只有15mW,在掉电模式下只有10mW)。 凌力尔特的LTC2208(16位130Msps高性能ADC)和LTC2285(14位双通道125Msps ADC)是同类 ADC中功耗最低的。LTC2285是目前市面上仅有的一款采样速率达125Msps的14位双通道ADC,且每个通道的功耗仅为 395mW。性能最为接近的同类14位双通道ADC的采样速率仅为65Msps,且功耗较高(每个通道的功耗达到了300mW 甚至更高)。由于能够以两倍的采样速率进行采样,并且维持了卓越的AC性能和低功耗,从而在多通道基站架构中实现了通道带宽的倍增。这提高了通道容量和数据吞吐量,同时保持了极高的效率和最佳的性能规格。此外,LTC2285 还具有适合多通道应用的极低通道至通道串扰(仅为-110dB,而同类器件则达到了-70dB至-85dB)。 LTC2208另外还包括了两种用于减轻失真的独特功能、一种内部透明高频颤动功能和一个数据输出随机数发生器。数据输出随机数发生器有助于抑制数字反馈,借助的方法是在把数据位传送至一个FPGA之前采用一种“异或”运算来对数据输出进行随机化处理。FPGA随后便可执行“异或”运算以重新获得用于处理的采样数据。在低电平信号仅在传递曲线的一小块区域上运作的接收器应用中,内部透明高频颤动是最有用的。使输入信号产生高频颤动将允许 ADC 在传递曲线的一块较大的区域上运作,以执行更多的代码并提供一个线性度更高的输出响应和较少的寄生失真。 LTC2208还具有极小的解决方案外形尺寸,从而使其成为空间受限型设计的理想选择。它采用小型QFN封装,并包括片内集成旁路电容,因此在每个电源引脚上均需布设一个0.1μF的小电容。数字输出端上还提供了集成串联电阻,这样每个端口都表现为50Ω阻抗。这通过免除外部终接电阻器组而节省了占用空间。 对于欠采样应用,在选择一个具有非常低抖动的上佳时钟振荡器时应谨慎。所能容许的抖动大小取决于采样模式而不是ADC。任何在140MHz输入频率条件下具有77dB SNR的ADC都将需要相同的抖动性能来实现数据表中给出的满 SNR。对于抖动性能来说,其决定因素是输入频率而不是时钟频率。在LTC2208 中,一个具有10皮秒抖动的时钟将只会引起约0.3dB的SNR损失(在1MHz频率条件下)。在140MHz频率下,相同的时钟抖动将使SNR降至45dB。 高性能ADC需要一个抖动小于1皮秒的时钟(取决于输入频率)。更确切地说,决定因素是频谱功率分布,而并非简单的最高频率分量,除非预料到在频谱的上端将出现一个全标度信号。举一个过分简单的例子,一个DC至1MHz的均匀功率带的灵敏度将比一个单音信号(或一个在 1MHz 频率下具有相同功率的窄带信号)低6dB。