在電子設(shè)計(jì)的廣闊領(lǐng)域中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）猶如一座橋梁，連接著模擬世界與數(shù)字世界。今天，我們將深入剖析一款備受矚目的ADC——德州儀器（TI）的ADS61B23，一同揭開(kāi)它的神秘面紗，探尋其在高性能應(yīng)用中的無(wú)限潛力。

文件下載：ads61b23.pdf

一、ADS61B23概述

ADS61B23是一款12位、采樣率高達(dá)80 MSPS的ADC，它以緊湊的32 - QFN封裝，將高性能與低功耗完美融合。其最大采樣率可達(dá)80 MSPS，擁有12位分辨率且無(wú)失碼現(xiàn)象，為數(shù)據(jù)采集提供了高精度的保障。

二、關(guān)鍵特性解析

2.1 模擬輸入特性

• 緩沖輸入優(yōu)勢(shì)：ADS61B23采用緩沖模擬輸入，輸入電容極低（<2 pF），直流電阻高（5 kΩ）。這種設(shè)計(jì)使得外部驅(qū)動(dòng)電路與內(nèi)部采樣保持電路的開(kāi)關(guān)瞬態(tài)相互隔離，即使在高輸入頻率下，也能輕松驅(qū)動(dòng)，有效降低了對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求。
• 寬頻帶與高阻抗：輸入帶寬超過(guò)800 MHz，每個(gè)輸入引腳到地的直流輸入電阻為5 kΩ，為信號(hào)的準(zhǔn)確采集提供了良好的條件。

2.2 動(dòng)態(tài)性能表現(xiàn)

• 高SFDR與SNR：在 - 1 dBFS或1.8 Vpp輸入時(shí)，SFDR可達(dá)82 dBc，SNR為70 dBFS；在 - 6 dBFS或1 Vpp輸入時(shí)，SFDR為85 dBc。如此出色的動(dòng)態(tài)性能，使得ADS61B23在處理復(fù)雜信號(hào)時(shí)能夠有效抑制雜散信號(hào)，提高信號(hào)質(zhì)量。
• 增益靈活配置：具備3.5 dB的粗增益和最高6 dB的可編程細(xì)增益，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求在SNR和SFDR之間進(jìn)行權(quán)衡，優(yōu)化系統(tǒng)性能。

2.3 輸出接口選項(xiàng)

提供并行CMOS和雙數(shù)據(jù)速率（DDR）LVDS輸出選項(xiàng)，滿足不同系統(tǒng)的接口需求。其中，DDR LVDS接口在高速數(shù)據(jù)傳輸方面表現(xiàn)卓越，能夠有效提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

2.4 時(shí)鐘兼容性

支持正弦波、LVCMOS、LVPECL、LVDS時(shí)鐘輸入，時(shí)鐘幅度可低至400 mVPP，且內(nèi)置時(shí)鐘占空比穩(wěn)定器，確保時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性。

2.5 電源與封裝

采用3.3 V模擬電源和1.8 V至3.3 V數(shù)字電源，功耗較低。同時(shí)，它采用32 - pin QFN封裝（5 mm × 5 mm），尺寸小巧，便于PCB布局。

三、應(yīng)用領(lǐng)域拓展

3.1 無(wú)線通信基礎(chǔ)設(shè)施

在無(wú)線通信系統(tǒng)中，ADS61B23可用于軟件定義無(wú)線電（SDR）、功率放大器線性化等方面。其高采樣率和出色的動(dòng)態(tài)性能能夠滿足無(wú)線通信對(duì)信號(hào)處理的高精度要求，提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2 測(cè)試測(cè)量儀器

在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，ADS61B23可用于802.16d/e測(cè)試等應(yīng)用。其高精度的轉(zhuǎn)換能力和寬頻帶輸入特性，能夠準(zhǔn)確采集和分析各種信號(hào)，為測(cè)試測(cè)量提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

3.3 醫(yī)療成像與雷達(dá)系統(tǒng)

在醫(yī)療成像和雷達(dá)系統(tǒng)中，ADS61B23的高性能表現(xiàn)能夠滿足對(duì)圖像和信號(hào)處理的高要求，為醫(yī)療診斷和雷達(dá)探測(cè)提供清晰、準(zhǔn)確的信息。

四、電氣特性剖析

4.1 靜態(tài)特性

• 分辨率與精度：12位分辨率確保了高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，無(wú)失碼現(xiàn)象進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，其偏移誤差、增益誤差等參數(shù)表現(xiàn)優(yōu)異，溫度系數(shù)小，在不同溫度環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的性能。
• 參考電壓穩(wěn)定性：內(nèi)部參考電壓穩(wěn)定，VREFB為1 V，VREFT為2 V，參考誤差小，為ADC的正常工作提供了可靠的基準(zhǔn)。

4.2 動(dòng)態(tài)特性

• SNR與ENOB：在不同輸入頻率下，SNR和ENOB表現(xiàn)出色。例如，在Fin = 10 MHz時(shí)，SNR可達(dá)70.2 dBFS，ENOB為11.3 Bits，能夠有效提高信號(hào)的質(zhì)量和分辨率。
• SFDR性能：SFDR在不同輸入頻率和增益設(shè)置下均有良好表現(xiàn)，能夠有效抑制雜散信號(hào)，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。

五、編程與配置

5.1 編程模式選擇

ADS61B23支持串行接口編程和并行接口控制兩種模式。串行接口編程可對(duì)內(nèi)部寄存器進(jìn)行精確配置，實(shí)現(xiàn)各種功能的靈活調(diào)整；并行接口控制則可直接控制某些常用模式，如待機(jī)、輸出格式選擇等，操作簡(jiǎn)單方便。

5.2 寄存器初始化

在使用串行接口編程時(shí)，需要對(duì)內(nèi)部寄存器進(jìn)行初始化。可通過(guò)硬件復(fù)位（在RESET引腳施加高電平脈沖）或軟件復(fù)位（設(shè)置寄存器中的 位）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

6.1 模擬輸入驅(qū)動(dòng)

為了獲得最佳性能，模擬輸入應(yīng)采用差分驅(qū)動(dòng)方式，并在每個(gè)輸入引腳串聯(lián)一個(gè)5 Ω電阻，以抑制封裝寄生效應(yīng)引起的振鈴。同時(shí)，由于輸入共模電壓由器件內(nèi)部設(shè)置，建議采用交流耦合方式連接模擬輸入信號(hào)。

6.2 時(shí)鐘輸入設(shè)計(jì)

時(shí)鐘輸入可采用差分或單端驅(qū)動(dòng)方式，為了減少共模噪聲的影響，建議采用差分驅(qū)動(dòng)。對(duì)于高輸入頻率采樣，應(yīng)選擇低抖動(dòng)的時(shí)鐘源，并進(jìn)行帶通濾波，以降低抖動(dòng)對(duì)性能的影響。

6.3 電源與接地

建議采用獨(dú)立的模擬和數(shù)字電源，以隔離數(shù)字開(kāi)關(guān)噪聲對(duì)敏感模擬電路的影響。同時(shí)，使用單個(gè)接地平面，并對(duì)電路板的模擬、數(shù)字和時(shí)鐘部分進(jìn)行清晰分區(qū)，可有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

七、總結(jié)

ADS61B23憑借其卓越的性能、靈活的配置和小巧的封裝，在無(wú)線通信、測(cè)試測(cè)量、醫(yī)療成像等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。作為電子工程師，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，同時(shí)注意一些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳性能。希望通過(guò)本文的介紹，能讓大家對(duì)ADS61B23有更深入的了解，在實(shí)際應(yīng)用中能夠更加得心應(yīng)手。

你在使用ADS61B23的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題？或者你對(duì)它的哪些特性最感興趣？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法，讓我們一起探討交流，共同進(jìn)步！