產(chǎn)品簡(jiǎn)述

MS9280 是單芯片、單電源、10bit、35MSPS 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部集成

采樣保持放大器和電源基準(zhǔn)源。MS9280 使用多級(jí)差分流水線架構(gòu)，保

證 35MSPS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率下，全溫度范圍內(nèi)無(wú)失碼。

MS9280 的輸入適合圖像視頻和通信系統(tǒng)應(yīng)用。用戶可以根據(jù)實(shí)際

需要，選擇單端輸入或者差分輸入，也可以選擇輸入范圍和消除失調(diào)。

MS9280 內(nèi)部集成的采樣保持放大器，既適合復(fù)用系統(tǒng)，又適合開(kāi)

關(guān)全波電壓范圍的連續(xù)信道。采樣單信道的輸入頻率可以超過(guò)奈奎斯特

頻率。借助內(nèi)部的鉗位電路，交流耦合輸入可以移位到一定的固定電平，

動(dòng)態(tài)性能非常完好。

MS9280 內(nèi)部集成可編程基準(zhǔn)源。根據(jù)系統(tǒng)需要，可以選擇外部高

精度基準(zhǔn)，以滿足系統(tǒng)精度的要求。

單時(shí)鐘輸入控制內(nèi)部的轉(zhuǎn)換周期；數(shù)字輸出二進(jìn)制的數(shù)據(jù)信息。超

出量化范圍檢測(cè)位信息表示輸入信號(hào)超過(guò)了最小和最大量化范圍的。

MS9280 可工作在 2.7V ? 5.5V 單電源范圍，適合高速、低功耗的應(yīng)

用范圍。MS9280 適合工業(yè)溫度范圍，-40°C 到+125°C。

主要特點(diǎn)

?10 bit、35 MSPS 流水線 ADC

?低功耗：90mV （3V 電源下）

?寬工作范圍：2.7V ? 5.5V

?高線性度: DNL：0.2 LSB

?低功耗控制模式

?三態(tài)門(mén)輸出

?量化范圍檢測(cè)

?內(nèi)建鉗位功能

?高精度可編程基準(zhǔn)電源

?中頻亞采樣高達(dá) 135MHz

應(yīng)用

?圖像視頻

?通信系統(tǒng)

產(chǎn)品規(guī)格分類

管腳圖

管腳說(shuō)明

內(nèi)部框圖

極限參數(shù)

芯片使用中，任何超過(guò)極限參數(shù)的應(yīng)用方式會(huì)對(duì)器件造成永久的損壞，芯片長(zhǎng)時(shí)間處于極限

工作狀態(tài)可能會(huì)影響器件的可靠性。極限參數(shù)只是由一系列極端測(cè)試得出，并不代表芯片可以正

常工作在此極限條件下。

電氣參數(shù)

除特殊說(shuō)明外，AVDD=+3V, DRVDD=+3V, Fs=35MHz （50%占空比），MODE=AVDD，2V 輸入范圍

0.5V 到 2.5V，外部基準(zhǔn)。

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

應(yīng)用說(shuō)明

工作原理

MS9280 利用多級(jí)流水線架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低功耗高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。將整個(gè)的轉(zhuǎn)換精度分成低精度的

單階子轉(zhuǎn)換器。在時(shí)序控制下，各階轉(zhuǎn)換的結(jié)果通過(guò)內(nèi)部數(shù)字校準(zhǔn)電路，實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

工作模式

MS9280 適合多領(lǐng)域的圖像視頻、通信和儀表應(yīng)用，包括兼容 AD876-8 系列。可根據(jù)具體系

統(tǒng)需要，選擇合適的工作模式進(jìn)行性能優(yōu)化。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活性，內(nèi)部可編程開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)了不同

的工作模式。內(nèi)部的三個(gè)模塊：電壓基準(zhǔn)、電壓緩沖、模擬輸入，可在不同開(kāi)關(guān)模式下實(shí)現(xiàn)不同

的選擇，具體的實(shí)現(xiàn)形式和工作模式見(jiàn)表 1 及模式說(shuō)明圖例。

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

睡眠模式

通過(guò)設(shè)置引腳 STBY 為邏輯高電平且時(shí)鐘保持在低電平，MS9280 進(jìn)入睡眠模式。在這個(gè)模

式下，典型的功耗約 4mW。芯片在 STBY 變成低電平后，約 400ns 后進(jìn)入正常模式。

鉗位功能

為實(shí)現(xiàn)交流耦合輸入信號(hào)或視頻信號(hào)直流恢復(fù)的功能，MS9280 內(nèi)部集成鉗位功能電路。圖

10 顯示內(nèi)部鉗位電路和鉗位工作需要的外部控制信號(hào)。為了保證鉗位使能，應(yīng)用邏輯高電平于

引腳 CLAMP。這將關(guān)閉開(kāi)關(guān) SW1。內(nèi)部的鉗位放大器工作在緩沖器模式，引腳 CAMPLIN 的電壓

鉗位 AIN 輸入的直流電壓。獲得期望的鉗位電壓后，開(kāi)關(guān) SW1 由于引腳 CLAMP 變成邏輯低電平

而打開(kāi)。在忽略由于輸入偏置電流引起的電壓變化外，輸入電容保持鉗位的直流電壓值，直到下

一個(gè)鉗位間隔到來(lái)。為保證內(nèi)部鉗位放大器的閉環(huán)穩(wěn)定性，推薦輸入電阻的最小值為 10Ω。

引腳 CLAMPIN 允許的電壓范圍取決于內(nèi)部鉗位放大器的工作限制，推薦值在 0.5V ? 2.5V 之

間。

輸入電容大小根據(jù)在鉗位間隔內(nèi)輸入電壓 AIN 允許的足夠捕獲時(shí)間和鉗位間隔之間的最小

電壓降來(lái)確定。具體來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)關(guān)閉后的捕獲時(shí)間由下式給出：

模擬輸入的驅(qū)動(dòng)電路

圖 11 說(shuō)明等價(jià)的模擬輸入電路，MS9280 內(nèi)部集成了采樣保持放大器。在時(shí)鐘低電平輸入

時(shí)，開(kāi)關(guān) 1 和 2 閉合，開(kāi)關(guān) 3 斷開(kāi)。輸入模擬信號(hào)對(duì)采樣電容 CH 進(jìn)行充電。當(dāng)時(shí)鐘由低電平轉(zhuǎn)

變成高電平時(shí)，開(kāi)關(guān) 1 和 2 斷開(kāi)，采樣保持電路進(jìn)入保持模式，開(kāi)關(guān) 3 關(guān)閉，運(yùn)放的輸出等于

采樣電容儲(chǔ)存的電壓。當(dāng)時(shí)鐘由高電平轉(zhuǎn)變成低電平時(shí)，開(kāi)關(guān) 3 首先斷開(kāi)，開(kāi)關(guān) 1 和 2 然后閉

合，采樣保持放大器進(jìn)入跟蹤模式。

輸入采樣保持電路的結(jié)構(gòu)對(duì)模擬信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)能力有一定的要求。引腳電容 CP 和保持電容

CH 一般小于 5pF。輸入信號(hào)源必須能夠在半個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，把這些電容充電或放電到 10bit 精度

所需要的電壓值。當(dāng)采樣保持放大器進(jìn)入跟蹤模式時(shí)，輸入信號(hào)源必須對(duì)保持電容 CH 充電或放

電，從上一周期儲(chǔ)存的電壓到一個(gè)新的電壓。最壞情況下，輸入信號(hào)源提供充電電流在半個(gè)時(shí)鐘

周期內(nèi)，通過(guò)開(kāi)關(guān) 1 導(dǎo)通電阻 Ron 是采樣電容發(fā)生最大輸入信號(hào)峰值的轉(zhuǎn)變。這情況等效于驅(qū)

動(dòng)一個(gè)低輸入阻抗電路。另一個(gè)情況，當(dāng)輸入信號(hào)源電壓等于前一時(shí)刻儲(chǔ)存的電壓時(shí)，保持電容

不需要輸入電流，而且等價(jià)輸入阻抗非常高。

在輸入信號(hào)源和 AIN 引腳之間加入串聯(lián)電阻，可以減少對(duì)信號(hào)源驅(qū)動(dòng)能力的要求，如圖 12

所示。某些特殊應(yīng)用的帶寬限制了串聯(lián)電阻的大小。為了保證系統(tǒng)的性能指標(biāo)，電阻限制在 20Ω

以內(nèi)。對(duì)于信號(hào)帶寬小于奈奎斯特頻率的應(yīng)用，用戶可以適當(dāng)增加電阻大小。另外加入一個(gè)對(duì)地

的并聯(lián)電容，可以減小交流負(fù)載阻抗，電容的大小需要根據(jù)信號(hào)內(nèi)阻和需要的信號(hào)帶寬來(lái)選擇。

MS9280 的信號(hào)輸入范圍是基準(zhǔn)電壓的函數(shù)。對(duì)于輸入范圍的選擇，根據(jù)基準(zhǔn)部分中內(nèi)部基

準(zhǔn)和外部基準(zhǔn)的不同編程來(lái)選擇確定。

在許多應(yīng)用中，尤其是單電源工作，交流耦合提供了一種方便的方法，在合適的量化范圍內(nèi)，

偏置模擬輸入信號(hào)。圖 13 說(shuō)明了交流耦合模擬輸入信號(hào)的典型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的高通-3dB 角頻

率是非常重要的考慮參數(shù)。 f =1/(2*pi*R2*C ) -3dB EQ ，其中 CEQ 是 C1 和 C2 的并聯(lián)。

選擇電阻值需要特別考慮，交流耦合電容在輸入端集成開(kāi)關(guān)傳輸特性，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)直流偏置電

流流入輸入。偏置電流的大小隨著輸入信號(hào)幅度偏離中間參考電壓值的大小和采樣頻率的增加而

增加。當(dāng)輸入信號(hào)等于基準(zhǔn)中間值時(shí)，輸入偏置電流最小，同時(shí)導(dǎo)致輸入失調(diào)誤差 (R1+R2)*IB 。

如果需要補(bǔ)償這個(gè)誤差，考慮減小 R2 或者調(diào)整 VBIAS 以滿足需要的失調(diào)要求。

在系統(tǒng)應(yīng)用中，必須使用直流耦合。通過(guò)運(yùn)放，改變參考地的信號(hào)直流電平，以實(shí)現(xiàn)輸入信

號(hào)在合適的量化范圍內(nèi)。圖 14 顯示 AD8041 同向模式的電路結(jié)構(gòu)。

MS9280 可以采用差分輸入的信號(hào)模式。這種結(jié)構(gòu)需要通過(guò)短接 REFTS 和 REFBS 兩個(gè)輸入端

作為一個(gè)差分輸入端。圖 15 顯示 1V P-P 信號(hào)的差分輸入模式。

AD876-8 工作模式

MS9280 可以通過(guò)引腳配置，替代 AD876-8 系列，從而降低原來(lái)使用 AD876-8 的系統(tǒng)功耗。

圖 16 說(shuō)明了 MS9280 替代 AD876-8 的引腳配置。通過(guò) REFSENSE 接地，MODE 引腳懸空，CLAMP

引腳接地，使用外部基準(zhǔn)模式就可以替代原來(lái)的 AD876-8.

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

時(shí)鐘輸入

MS9280 時(shí)鐘輸入通過(guò)內(nèi)部的反向器緩沖器給電路提供時(shí)鐘，且內(nèi)部反向器由 AVDD 引腳供

電。這種結(jié)構(gòu)保證了時(shí)鐘滿足+5V 或+3.3V CMOS 邏輯輸入信號(hào)，輸入閾值電壓在 AVDD/2。

MS9280 的流水線結(jié)構(gòu)既工作在時(shí)鐘的上升沿又工作在下降沿。為了最小化占空比的偏差，

推薦采樣高速或先進(jìn) CMOS 邏輯時(shí)鐘(HC/HCT, AC/ACT)。CMOS 邏輯提供對(duì)稱的電壓閾值電平和足

夠的上升和下降時(shí)間，以滿足 35MSPS 的采樣速率。MS9280 設(shè)計(jì)的最高時(shí)鐘頻率位 35MHz，更

高的時(shí)鐘頻率將要弱化系統(tǒng)的性能指標(biāo)。選擇更低的時(shí)鐘頻率可以提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)。輸出緩

沖的功率消耗主要正比于時(shí)鐘頻率，更低的時(shí)鐘頻率可以降低功耗。

封裝外形圖

SSOP28

——愛(ài)研究芯片的小王

審核編輯 黃宇