Texas Instruments ADC3910Dx和ADC3910Sx 10位125MSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 是一系列超低功耗10位125MSPS高速單通道和雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器。僅一個(gè)時(shí)鐘周期的短延遲對(duì)高速控制環(huán)路有益。該ADC在125Msps時(shí)的功耗僅為92mW，可按較低采樣率進(jìn)行功耗調(diào)節(jié)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments ADC3910Dx和ADC3910Sx 10位125MSPS ADC數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

該器件使用DDR、HDDR、SDR或串行CMOS接口輸出從+1.8V到+3.3V的數(shù)據(jù)，以滿足各種接收器的要求。該器件通過(guò)帶有可編程高低閾值、遲滯和事件計(jì)數(shù)器的數(shù)字比較器，根據(jù)通道實(shí)施由事件引發(fā)的中斷，來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬監(jiān)控功能。該器件是引腳對(duì)引腳兼容的ADC系列，具有8位和10位分辨率以及不同速度等級(jí)。Texas Instruments ADC3910Dx和ADC3910Sx采用32引腳VQFN封裝，支持-40°C至+105°C的工業(yè)溫度范圍。

特性

• 采樣率高達(dá)125MSPS
• 一個(gè)時(shí)鐘周期延遲
• 低功率（雙通道）
  • 125MSPS時(shí)92mW
  • 25MSPS時(shí)59mW
  • 4mW（PD模式）
• 32-VQFN (4mm x 4mm) 小尺寸
• 單通道或雙通道ADC
• 雙數(shù)字比較器
• 內(nèi)部或外部基準(zhǔn)
• 無(wú)失碼，±1LSB INL
• 緩沖、差分或單端輸入
• 輸入帶寬：150MHz (3dB)
• 1.8V單電源，具有可選3.3VIO 功能
• 工業(yè)溫度范圍：-40°C至105°C
• 片上數(shù)字濾波器（可選），抽取2、4、8、16
• 并行 (SDR、DDR) 和串行CMOS接口
• 頻譜性能 (fIN = 5MHz)
  • SNR：61 dBFS
  • SFDR：65dBc

功能框圖

德州儀器ADC3910系列：高性能低功耗10位125MSPS ADC技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)的ADC3910Dx和ADC3910Sx系列是專為高速信號(hào)處理設(shè)計(jì)的10位分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器家族，提供單通道(ADC3910Sx)和雙通道(ADC3910Dx)配置，采樣率范圍從25MSPS到125MSPS。該系列產(chǎn)品以其?超低功耗?和?低延遲?特性在工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出色，特別適合需要快速響應(yīng)時(shí)間的控制系統(tǒng)。

二、關(guān)鍵特性

1. ?高性能參數(shù)?：
   • 分辨率：10位(可選8位模式)
   • 采樣率：25/65/125MSPS可選
   • 信噪比(SNR)：最高61.2dBFS(125MSPS時(shí))
   • 無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)：最高67dBc
   • 模擬輸入帶寬：150MHz(-3dB)
2. ?低功耗設(shè)計(jì)?：
   • 125MSPS雙通道模式下僅消耗97mW
   • 功耗隨采樣率線性降低(25MSPS時(shí)59mW)
   • 待機(jī)模式功耗低至4mW
3. ?獨(dú)特架構(gòu)優(yōu)勢(shì)?：
   • 1個(gè)時(shí)鐘周期的超低延遲
   • 集成輸入緩沖器，支持差分或單端輸入
   • 可選內(nèi)部/外部參考電壓(1.2V)

三、應(yīng)用領(lǐng)域

1. ?雷達(dá)與無(wú)線電系統(tǒng)?：
   • 得益于150MHz的輸入帶寬和優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能，非常適合中頻采樣應(yīng)用
2. ? 激光雷達(dá)(LiDAR) ?：
   • 1個(gè)時(shí)鐘周期的低延遲特性使其能快速響應(yīng)距離測(cè)量信號(hào)
3. ?工業(yè)控制系統(tǒng)?：
   • 低功耗和小封裝(4mm×4mm VQFN)適合空間受限的嵌入式應(yīng)用
4. ?測(cè)試測(cè)量設(shè)備?：
   • 集成數(shù)字比較器和統(tǒng)計(jì)引擎簡(jiǎn)化了閾值檢測(cè)和信號(hào)分析

四、技術(shù)亮點(diǎn)解析

1. ?數(shù)字下變頻(DDC)技術(shù)?：
   • 支持2/4/8/16倍實(shí)時(shí)抽取
   • 提供至少70dB的阻帶抑制
   • 輸出帶寬可達(dá)采樣率的40%(如125MSPS時(shí)50MHz)
2. ?智能監(jiān)測(cè)功能?：
   • 雙數(shù)字比較器，可編程高低閾值
   • 統(tǒng)計(jì)引擎可記錄最小值、最大值、和值及平方和
   • 過(guò)載檢測(cè)功能保護(hù)前端電路
3. ?靈活的接口配置?：
   • 支持DDR/SDR CMOS并行輸出
   • 可配置為8/10/12/16位輸出分辨率
   • 1.8V至3.3V可調(diào)I/O電壓

五、設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)

1. ?電源管理?：
   • 建議使用兩級(jí)穩(wěn)壓(開(kāi)關(guān)電源+LDO)
   • AVDD(1.8V)和IOVDD(1.8-3.3V)應(yīng)獨(dú)立供電
   • 參考電壓引腳需接10μF+0.1μF去耦電容
2. ?布局建議?：
   • 模擬輸入走線盡量短，避免過(guò)孔
   • 時(shí)鐘信號(hào)需保證快速邊沿(推薦方波)
   • 熱焊盤必須與PCB良好焊接
3. ?性能優(yōu)化?：
   • 輸入信號(hào)保持在-1dBFS可獲得最佳動(dòng)態(tài)性能
   • 高頻應(yīng)用可禁用非線性校正節(jié)省0.5mA電流
   • 低于25MHz信號(hào)可使用低功耗輸入緩沖模式

六、典型應(yīng)用方案

圖1展示了一個(gè)基于ADC3910D125的頻譜分析儀前端設(shè)計(jì)：

• 采用THS4541全差分放大器驅(qū)動(dòng)ADC輸入
• 1.2V內(nèi)部參考電壓簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)
• 抗混疊濾波器根據(jù)應(yīng)用頻帶定制
• FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理和后端接口

該方案在125MSPS采樣率下實(shí)測(cè)性能：

• 5MHz輸入時(shí)SNR達(dá)60dBFS，SFDR 56dBc
• 10MHz輸入時(shí)SNR保持60dBFS，SFDR 52dBc

七、選型指南