VSP5620/21/22 是高速、高性能的 16 位 具有四個(gè)獨(dú)立采樣電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC） 多輸出電荷耦合器件（CCD）和互補(bǔ)金屬通道 氧化物半導(dǎo)體（CMOS）線傳感器。從傳感器中提取像素?cái)?shù)據(jù) 通過(guò)采樣/保持（SH）或相關(guān)雙采樣器（CDS）電路，且 則 通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出可選擇低壓 差分信令（LVDS）或CMOS模式。
*附件：vsp5621.pdf

VSP5620/21/22 包含可編程增益以支持像素級(jí)別 由亮度和內(nèi)置發(fā)光二極管（LED）驅(qū)動(dòng)引起的折變 用來(lái)調(diào)節(jié)亮度。集成的數(shù)字轉(zhuǎn)模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）可以 用于調(diào)整模擬輸入信號(hào)的偏移電平。此外， 這些設(shè)備集成了定時(shí)發(fā)生器（TG），用于傳感器控制 操作。

VSP5620/21/22 的鐵芯電壓范圍為1.65V至1.95V，3.0V電壓為3.6V。 V代表I/O。鐵芯電壓由內(nèi)置低跌調(diào)壓器提供 （LDO）。

特性

• • 四通道CCD/CMOS信號(hào)：可選擇2通道、
    3通道和4通道
  • 電源：僅3.3 V，類型
    （內(nèi)置LDO，3.3 V至1.8 V）
  • 最大轉(zhuǎn)化率：
    • VSP5620：35 MSPS
    • VSP5621：50 MSPS
    • VSP5622：70 MSPS
  • 16位分辨率
  • CDS/SH 可選擇
  • 最大輸入信號(hào)范圍：2.0 V
  • 模擬與數(shù)字混合增益：
    • 模擬增益：0.5 V/V 到 3.5 V/V，每
      3/64 V/V 步進(jìn)
    • 數(shù)字增益：1 V/V到2 V/V，每
      1/256 V/V步進(jìn)
  • 偏移校正DAC：±250 mV，8位
  • 標(biāo)準(zhǔn)LVDS/CMOS可選輸出：
    • LVDS：
      • 數(shù)據(jù)通道：2通道
      • 時(shí)鐘通道：1通道
      • 8位/7位串行器可選
    • CMOS：4 Bits × 4
  • 定時(shí)發(fā)生器
    • 快速傳輸時(shí)鐘：?jiǎn)涡盘?hào)
    • 慢速傳輸時(shí)鐘：一個(gè)信號(hào)
  • LED驅(qū)動(dòng)：三通道
    • 當(dāng)前電流：最大60毫安/通道，
      16級(jí)/通道
  • 時(shí)序調(diào)整分辨率：t MCLK /48
  • 輸入鉗/輸入?yún)⒖茧娖絻?nèi)部/
    外部可選
  • 參考DAC：0.5 V，1.1 V，1.5 V，2 V
  • SPI：三線串行
  • GPIO：四端口
  • 電源（4通道，LVDS，3.3 V，無(wú)LED驅(qū)動(dòng)）：
    • VSP5620：320毫瓦，35 MSPS
    • VSP5621：406毫瓦，50 MSPS
    • VSP5622：523毫瓦，70 MSPS

參數(shù)

VSP5621 是德州儀器（TI）推出的一款面向 CCD/CMOS 線傳感器的高性價(jià)比模擬前端（AFE），集成 16 位 ADC、可編程增益、時(shí)序發(fā)生器與 LED 驅(qū)動(dòng)，最高采樣率 50 MSPS，適用于復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀等辦公自動(dòng)化設(shè)備，支持多通道信號(hào)采集與靈活輸出配置。

一、芯片基礎(chǔ)信息與核心特性

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 型號(hào)與系列差異 ：屬于 VSP5620/21/22 系列，核心差異為最高采樣率（VSP5620：35 MSPS；VSP5621：50 MSPS；VSP5622：70 MSPS），功能配置完全一致。
• 供電與溫度 ：?jiǎn)?3.3V 供電，內(nèi)置 LDO 將核心電壓轉(zhuǎn)換為 1.8V；I/O 電壓范圍 3.0V-3.6V，工作溫度 0°C 至 85°C，適配辦公設(shè)備常溫工作場(chǎng)景。
• 封裝與散熱 ：6mm×6mm 48 引腳 VQFN 封裝，結(jié)到環(huán)境熱阻未明確標(biāo)注，底部裸露焊盤需焊接至 PCB 接地平面以優(yōu)化散熱與機(jī)械穩(wěn)定性，MSL 等級(jí) 3，支持 260°C 峰值回流焊。

2. 核心性能指標(biāo)

• 分辨率與采樣 ：16 位分辨率，無(wú)失碼；單通道最高采樣率 50 MSPS，支持 2/3/4 通道可配置，適配不同輸出接口的傳感器。
• 信號(hào)輸入與增益 ：最大輸入信號(hào)范圍 2.0V；模擬增益 0.5V/V-3.5V/V（步長(zhǎng) 3/64 V/V），數(shù)字增益 1V/V-2V/V（步長(zhǎng) 1/256 V/V），支持混合增益調(diào)節(jié)以適配不同亮度傳感器信號(hào)。
• 校正與參考 ：集成 8 位偏移校正 DAC，調(diào)節(jié)范圍 ±250 mV；參考電壓支持內(nèi)部（0.5V/1.1V/1.5V/2V）或外部選擇，輸入鉗位與參考電平可配置。
• 功耗與可靠性 ：4 通道、LVDS 輸出、關(guān)閉 LED 驅(qū)動(dòng)時(shí)，50 MSPS 采樣率下功耗 406 mW；RoHS 合規(guī)，引腳無(wú)鉛鍍層（FULL NIPDAU），滿足環(huán)保要求。

二、關(guān)鍵功能模塊與核心配置

1. 核心功能模塊

• 多通道信號(hào)采集 ：
  • 內(nèi)置 4 個(gè)獨(dú)立采樣通道，支持采樣保持（SH）或相關(guān)雙采樣（CDS）模式選擇，可有效抑制傳感器噪聲與暗電流影響。
  • 集成時(shí)序發(fā)生器（TG），提供快速傳輸時(shí)鐘與慢速傳輸時(shí)鐘各 1 路，支持傳感器工作時(shí)序控制，時(shí)序調(diào)整分辨率達(dá)tMCLK ? /48，適配不同傳感器時(shí)序需求。
• 靈活輸出接口 ：
  • 支持 LVDS 與 CMOS 兩種輸出模式：LVDS 模式為 2 路數(shù)據(jù)通道 + 1 路時(shí)鐘通道，可選擇 7 位 / 8 位串行化；CMOS 模式為 4 位 ×4 并行輸出，適配不同后端數(shù)據(jù)接收設(shè)備。
• 輔助功能集成 ：
  • 內(nèi)置 3 通道 LED 驅(qū)動(dòng)，每通道最大電流 60 mA，支持 16 級(jí)電流調(diào)節(jié)，可直接驅(qū)動(dòng)傳感器補(bǔ)光 LED，調(diào)節(jié)亮度以優(yōu)化采樣效果。
  • 配備 3 線 SPI 接口用于配置，4 路 GPIO 端口可擴(kuò)展控制功能，簡(jiǎn)化系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用

• 辦公自動(dòng)化設(shè)備 ：復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)的圖像掃描模塊，掃描儀的多線傳感器信號(hào)采集，通過(guò)集成 LED 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)光控制，提升掃描畫質(zhì)。
• 低速率圖像采集 ：適用于對(duì)采樣率要求中等（≤50 MSPS）、分辨率要求較高（16 位）的低成本圖像采集場(chǎng)景，替代分立 ADC + 增益放大器的傳統(tǒng)方案。

2. 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

• 電源與去耦 ：3.3V 供電引腳需就近并聯(lián) 0.1μF 陶瓷去耦電容，LDO 輸出端建議額外配置 1μF 電容，降低電源噪聲對(duì)模擬信號(hào)的干擾。
• 輸入與增益配置 ：
  • 模擬輸入信號(hào)需匹配 2.0V 最大范圍，根據(jù)傳感器輸出幅度通過(guò) SPI 配置合適的模擬 / 數(shù)字增益，避免信號(hào)削波或增益不足。
  • 偏移校正 DAC 可用于補(bǔ)償傳感器暗電流或電路偏移，提升采樣精度，建議上電后進(jìn)行一次校準(zhǔn)。
• 布局與接口 ：
  • 模擬信號(hào)通道（傳感器輸入）與數(shù)字信號(hào)通道（LVDS/CMOS 輸出）需嚴(yán)格分區(qū)布線，模擬地與數(shù)字地共面且單點(diǎn)連接，減少串?dāng)_。
  • 底部裸露焊盤需通過(guò)過(guò)孔連接至 PCB 接地平面，增強(qiáng)散熱；LED 驅(qū)動(dòng)引腳需預(yù)留足夠電流余量，避免驅(qū)動(dòng)能力不足。
• 時(shí)序與同步 ：
  • 時(shí)序發(fā)生器參數(shù)需與傳感器輸出時(shí)序匹配，通過(guò) SPI 配置時(shí)鐘頻率與相位，確保采樣時(shí)序準(zhǔn)確；多通道模式下需保證通道間時(shí)序同步，避免圖像錯(cuò)位。

四、關(guān)鍵配置要點(diǎn)

• 通道與采樣配置 ：通過(guò) SPI 選擇 2/3/4 通道工作模式，根據(jù)傳感器輸出通道數(shù)匹配；采樣模式（SH/CDS）需結(jié)合傳感器類型選擇，CDS 模式更適合抑制 CCD 暗電流噪聲。
• 輸出接口選擇 ：低速傳輸場(chǎng)景可選擇 CMOS 并行輸出（4 位 ×4），簡(jiǎn)化接口設(shè)計(jì)；高速場(chǎng)景（≥30 MSPS）建議選擇 LVDS 輸出，降低電磁干擾（EMI）。
• LED 驅(qū)動(dòng)配置 ：根據(jù)補(bǔ)光需求通過(guò) SPI 調(diào)節(jié) LED 驅(qū)動(dòng)電流（16 級(jí)），避免過(guò)流損壞 LED；多 LED 并聯(lián)時(shí)需注意總電流不超過(guò)通道最大 60 mA 限制。