Texas Instruments ADC354x低噪聲超低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 是低噪聲、超低功耗、14位、10至65MSPS高速ADC。這些器件設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)低功耗，具有–155dBFS/Hz噪聲頻譜密度。ADC354x具有出色的直流精度和IF采樣支持，因此非常適合用于各種應(yīng)用。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65MSPS時(shí)僅消耗79mW，并且隨采樣速率降低，功耗變化非常好。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments ADC354x低噪聲超低功耗ADC數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments ADC354x使用SDR、DDR或串行CMOS接口來(lái)輸出數(shù)據(jù)，具有最低功耗的數(shù)字接口和靈活性，可最大限度地減少數(shù)字互連數(shù)量。這些器件是引腳對(duì)引腳兼容系列，具有不同速度等級(jí)。這些器件支持?jǐn)U展工業(yè)溫度范圍：?40°C至+105°C。

特性

• 14位10/25/65MSPS ADC
• 噪聲基底：-155dBFS/Hz
• 超低功耗，優(yōu)化功率調(diào)節(jié)［35mW（10MSPS）至84mW（65MSPS）］
• 1個(gè)時(shí)鐘周期延遲
• INL：±0.6LSB；DNL：±0.1LSB
• 外部或內(nèi)部基準(zhǔn)
• 900MHz (3dB) 輸入帶寬
• -40°C至+105°C工業(yè)溫度范圍
• 片上數(shù)字濾波器（可選）
  • 抽取2、4、8、16、32
  • 32位NCO
• SDR/DDR和串行CMOS接口
• 40-WQFN (5mm × 5mm) 封裝，小占位面積
• 1.8V單電源
• 頻譜性能 (fIN = 10 MHz)
  • SNR：79.0dBFS
  • SFDR：87dBc HD2、HD3
  • SFDR：99dBFS最差雜散
• 頻譜性能 (f IN =64MHz)：
  • SNR：78.0dBFS
  • SFDR：70dBc HD2、HD3
  • SFDR：91dBFS最差雜散

功能框圖

超低功耗高性能ADC技術(shù)解析：TI ADC354x系列在工業(yè)與通信中的應(yīng)用

一、ADC354x系列產(chǎn)品概述

Texas Instruments推出的ADC3541、ADC3542和ADC3543(ADC354x)系列是14位分辨率、采樣率從10MSPS到65MSPS的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，代表了當(dāng)前低功耗高性能ADC的技術(shù)前沿。該系列專(zhuān)為?超低功耗?設(shè)計(jì)，噪聲譜密度低至-155dBFS/Hz，在工業(yè)監(jiān)控、通信基礎(chǔ)設(shè)施和高速控制環(huán)路等應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

該系列產(chǎn)品采用?單1.8V供電?，功耗表現(xiàn)優(yōu)異：從10MSPS時(shí)的35mW到65MSPS時(shí)的84mW，功率隨采樣率降低而顯著下降。所有器件采用5mm×5mm的40引腳WQFN封裝，支持-40°C至+105°C的工業(yè)溫度范圍。

二、核心技術(shù)創(chuàng)新與性能特點(diǎn)

1. 突破性的噪聲性能

ADC354x系列實(shí)現(xiàn)了-155dBFS/Hz的噪聲基底，這一指標(biāo)在同類(lèi)14位ADC中處于領(lǐng)先地位。在10MHz輸入信號(hào)時(shí)，信噪比(SNR)達(dá)到79.0dBFS，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)為87dBc(HD2/HD3)；即使在64MHz高頻輸入時(shí)，仍能保持78.0dBFS的SNR和70dBc的SFDR。

2. 超低延遲架構(gòu)

該系列采用創(chuàng)新架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了僅?1個(gè)時(shí)鐘周期?的轉(zhuǎn)換延遲，使其特別適合需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景，如：

• 電機(jī)控制環(huán)路
• 實(shí)時(shí)電力質(zhì)量分析
• 雷達(dá)信號(hào)處理
• 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

3. 靈活的接口設(shè)計(jì)

ADC354x提供三種數(shù)字接口選項(xiàng)：

1. ?單數(shù)據(jù)速率(SDR)CMOS接口?
2. ?雙數(shù)據(jù)速率(DDR)CMOS接口?
3. ?串行CMOS接口?

這種設(shè)計(jì)既滿足了高速數(shù)據(jù)傳輸需求，又能通過(guò)串行接口減少PCB布線復(fù)雜度，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了極大靈活性。

三、關(guān)鍵參數(shù)與技術(shù)規(guī)格

1. 直流精度

• ? 積分非線性(INL) ?：±0.6LSB
• ? 差分非線性(DNL) ?：±0.1LSB
• ?輸入帶寬?：900MHz(-3dB)

2. 參考電壓設(shè)計(jì)

支持?內(nèi)部和外部參考?電壓模式，內(nèi)部集成1.2V參考電壓緩沖器(REFBUF)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)并提高了穩(wěn)定性。

3. 可選數(shù)字濾波器

集成可編程數(shù)字下變頻器(DDC)，支持：

• 2/4/8/16/32倍降采樣
• 32位數(shù)控振蕩器(NCO)
• 數(shù)字濾波功能

這一特性使其特別適合軟件定義無(wú)線電(SDR)和頻譜分析等需要數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用。

四、系列產(chǎn)品對(duì)比與選型指南

表：ADC354x系列產(chǎn)品對(duì)比表

五、典型應(yīng)用方案

1. 工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)

在工業(yè)4.0背景下，ADC354x系列的低功耗和高精度特性使其成為以下應(yīng)用的理想選擇：

• ?振動(dòng)監(jiān)測(cè)?：精確捕捉機(jī)械振動(dòng)頻譜
• ?溫度測(cè)量?：高精度熱電偶/RTD信號(hào)采集
• ?過(guò)程控制?：快速閉環(huán)控制系統(tǒng)

2. 通信基礎(chǔ)設(shè)施

憑借900MHz的輸入帶寬和優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)性能，該系列可支持：

• ?5G小基站?射頻數(shù)字化
• ?軟件定義無(wú)線電?的中頻采樣
• ?微波回傳?系統(tǒng)的信號(hào)處理

3. 智能電網(wǎng)與電力分析

數(shù)字濾波器和NCO功能使其能精確分析：

• 電力諧波失真
• 瞬態(tài)電壓波動(dòng)
• 電能質(zhì)量參數(shù)

六、設(shè)計(jì)考慮與優(yōu)化建議

1. ?電源設(shè)計(jì)?：建議使用低噪聲LDO為模擬和數(shù)字部分分別供電，注意去耦電容的布局
2. ?時(shí)鐘質(zhì)量?：使用低抖動(dòng)時(shí)鐘源，時(shí)鐘抖動(dòng)直接影響高頻性能
3. ?PCB布局?：
   • 保持模擬和數(shù)字地分離
   • 縮短模擬輸入走線長(zhǎng)度
   • 避免數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬部分的干擾
4. ?熱管理?：雖然功耗低，但在高溫環(huán)境下仍需考慮散熱設(shè)計(jì)