ADC3421-Q1 是一款汽車級(jí)、高線性度、超低功耗、四通道、12 位、25 MSPS 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）。該器件專為支持具有大動(dòng)態(tài)范圍要求的高輸入頻率信號(hào)而設(shè)計(jì)。輸入時(shí)鐘分頻器為系統(tǒng)時(shí)鐘架構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性，SYSREF 輸入可實(shí)現(xiàn)完整的系統(tǒng)同步。ADC3421-Q1 支持串行低壓差分信號(hào) （LVDS），以減少接口線的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)高系統(tǒng)集成密度。串行 LVDS 接口為兩線，其中每個(gè) ADC 數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)兩個(gè) LVDS 對(duì)串行化和輸出。內(nèi)部鎖相環(huán) （PLL） 將輸入的 ADC 采樣時(shí)鐘相乘，以得出用于序列化每個(gè)通道的 12 位輸出數(shù)據(jù)的位時(shí)鐘。除了串行數(shù)據(jù)流外，幀和位時(shí)鐘也作為L(zhǎng)VDS輸出傳輸。
*附件：adc3421-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用
  • 溫度等級(jí) 1：–40°C 至 125°C T一個(gè)
• 四通道
• 12 位分辨率
• 單電源：1.8 V
• 串行LVDS接口
• 靈活的輸入時(shí)鐘緩沖器，具有1、-2、-4分頻功能
• SNR = 71.1 dBFS，SFDR = 90 dBc（f 在 = 10兆赫
• 超低功耗：
  • 44 mW/通道，25 MSPS
• 信道隔離度：105 dB
• 內(nèi)部抖動(dòng)器和斬波器
• 支持多芯片同步

參數(shù)

方框圖

ADC3421-Q1 是德州儀器推出的車規(guī)級(jí)四通道 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢(shì)為高線性度、超低功耗、寬輸入帶寬及多芯片同步能力，符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，專為固態(tài)激光雷達(dá)（LiDAR）、電機(jī)控制反饋、雷達(dá)等汽車及工業(yè)高頻信號(hào)采集場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

核心參數(shù)與特性

1. 通道與采樣性能：四通道同步采樣，12 位分辨率，最高采樣速率 25 MSPS；積分非線性（INL）±0.15 LSB，微分非線性（DNL）±0.15 LSB，無(wú)丟失碼，線性度優(yōu)異。
2. 信號(hào)與帶寬性能：10 MHz 輸入時(shí)信噪比（SNR）71.1 dBFS，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）90 dBc，總諧波失真（THD）-89 dBc；模擬輸入帶寬達(dá) 540 MHz，支持高頻信號(hào)采集；通道隔離度 105 dB，串?dāng)_抑制能力強(qiáng)。
3. 功耗與封裝：?jiǎn)?1.8 V 供電，每通道功耗僅 44 mW（25 MSPS），總功耗典型值 177 mW；采用 56 引腳 VQFNP 封裝（8mm×8mm），工作溫度范圍 -40°C 至 125°C，滿足車規(guī)級(jí)溫度要求。
4. 接口與同步：支持串行 LVDS 接口（1 線 / 2 線模式），減少接口線數(shù)；內(nèi)置時(shí)鐘分頻器（1/2/4 分頻），靈活適配系統(tǒng)時(shí)鐘架構(gòu)；SYSREF 輸入支持多芯片同步，提升多通道一致性。
5. 附加功能：內(nèi)置抖動(dòng)（Dither）和斬波（Chopper）功能，優(yōu)化低頻率噪聲性能；支持全局掉電和待機(jī)模式，喚醒時(shí)間分別為 85 μs 和 35 μs；集成溫度傳感器和診斷模塊，提升系統(tǒng)可靠性。

核心功能模塊

• 采樣與信號(hào)調(diào)理：四通道獨(dú)立 12 位 ADC 核心，差分輸入設(shè)計(jì)，滿量程輸入范圍 2 Vpp；內(nèi)置抖動(dòng)算法優(yōu)化 SFDR，斬波功能抑制 1/f 噪聲，適配高低頻信號(hào)采集。
• 時(shí)鐘與同步：差分時(shí)鐘輸入（支持正弦波、LVPECL、LVDS 等格式），內(nèi)置 PLL 生成位時(shí)鐘用于數(shù)據(jù)串行化；時(shí)鐘分頻器可降低系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)復(fù)雜度，SYSREF 信號(hào)實(shí)現(xiàn)多芯片同步。
• 數(shù)據(jù)輸出接口：LVDS 串行輸出，支持 6 倍（2 線模式）或 12 倍（1 線模式）序列化，位時(shí)鐘頻率最高 150 MHz；輸出數(shù)據(jù)格式支持二進(jìn)制補(bǔ)碼或偏移二進(jìn)制，可通過(guò)寄存器配置。
• 功耗與診斷：支持全局掉電（功耗 5 mW）、待機(jī)（34 mW）和單通道掉電模式；集成溫度傳感器、均值 / 方差統(tǒng)計(jì)模塊、DC 輸入測(cè)試等診斷功能，可監(jiān)測(cè)內(nèi)部參考電壓和時(shí)鐘狀態(tài)。

應(yīng)用場(chǎng)景

適用于汽車固態(tài)激光雷達(dá)（LiDAR）、電機(jī)控制反饋、無(wú)損檢測(cè)設(shè)備、雷達(dá)與智能天線陣列、彈藥制導(dǎo)系統(tǒng)等，尤其適配對(duì)高頻信號(hào)采集、低功耗、高可靠性有要求的車規(guī)級(jí)和工業(yè)級(jí)場(chǎng)景。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 接口配置：LVDS 輸出需外接 100 Ω 終端電阻，確保信號(hào)完整性；SPI 接口用于寄存器配置（最高 20 MHz 時(shí)鐘），支持測(cè)試模式、掉電控制等功能配置。
2. 電源與時(shí)鐘：模擬電源（AVDD）和數(shù)字電源（DVDD）均為 1.7 V-1.9 V，需就近放置 0.1 μF 去耦電容，電源紋波需控制在 10 mV 以內(nèi)；時(shí)鐘源需低抖動(dòng)（推薦外部時(shí)鐘抖動(dòng) < 50 fs），高頻采樣時(shí)建議使用帶通濾波優(yōu)化時(shí)鐘質(zhì)量。
3. 輸入電路：差分輸入需匹配 50 Ω 阻抗，高頻輸入（>230 MHz）建議串聯(lián) 10 Ω 電阻抑制振鈴；輸入共模電壓需匹配 VCM 引腳輸出（0.95 V），避免信號(hào)失真。
4. 布局規(guī)范：PCB 需嚴(yán)格區(qū)分模擬區(qū)與數(shù)字區(qū)，模擬輸入線路遠(yuǎn)離數(shù)字輸出和時(shí)鐘線路，減少串?dāng)_；電源引腳與去耦電容間無(wú)過(guò)孔，熱焊盤接地提升散熱；LVDS 信號(hào)線長(zhǎng)度匹配，避免時(shí)序 skew。