在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，A/D轉(zhuǎn)換器是連接模擬世界和數(shù)字世界的關(guān)鍵橋梁。今天，我們就來深入探討德州儀器（TI）的一款優(yōu)秀產(chǎn)品——ADC12DL065，這是一款雙路12位、65 MSPS、3.3V、360mW的A/D轉(zhuǎn)換器，它在眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。

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一、產(chǎn)品概述

ADC12DL065采用單+3.3V電源供電，具備內(nèi)部采樣保持電路和內(nèi)部參考輸出，參考輸出范圍為2.4V至3.6V。它還擁有掉電模式和占空比穩(wěn)定器，支持復(fù)用輸出模式。這些特性使得它在功耗控制和性能表現(xiàn)上都有著出色的表現(xiàn)。其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，包括超聲和成像、儀器儀表、通信接收器、聲納/雷達(dá)、xDSL、電纜調(diào)制解調(diào)器以及DSP前端等。

二、關(guān)鍵規(guī)格參數(shù)

2.1 分辨率與線性度

分辨率為12位，無失碼現(xiàn)象。積分非線性（INL）典型值為±0.75 LSB，最大值為±1.7 LSB；微分非線性（DNL）典型值為±0.4 LSB，最大值為±1.0 LSB。這些參數(shù)保證了轉(zhuǎn)換器的高精度轉(zhuǎn)換。

2.2 動(dòng)態(tài)性能

• 全功率帶寬（FPBW）：在0 dBFS輸入、輸出-3 dB時(shí)，典型值為250 MHz。
• 信噪比（SNR）：在不同輸入頻率下表現(xiàn)出色，如$f_{IN}=10 MHz$時(shí)，典型值為69 dB。
• 無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）：$f_{IN}=10 MHz$時(shí)，典型值為86 dB。

2.3 功耗

• 工作模式下典型功耗為360 mW。
• 掉電模式下典型功耗為36 mW。

2.4 數(shù)據(jù)延遲

轉(zhuǎn)換延遲在并行模式下為7個(gè)時(shí)鐘周期。

三、引腳描述與等效電路

3.1 模擬輸入輸出引腳

• $VINA+、VINB+、VINA-、VINB-$：差分模擬輸入引腳，單端操作時(shí)可將負(fù)輸入引腳連接到共模電壓$V_{CM}$，但差分輸入能獲得最佳性能。
• $VREF$：參考選擇引腳和外部參考輸入，可根據(jù)不同電壓范圍選擇內(nèi)部1.0V或0.5V參考，也可使用外部0.8V至1.2V的參考電壓。

3.2 數(shù)字輸入輸出引腳

• $CLK$：數(shù)字時(shí)鐘輸入，頻率范圍為15 MHz至65 MHz。
• $OEA、OEB$：輸出使能引腳，低電平時(shí)使相應(yīng)數(shù)據(jù)輸出引腳處于激活狀態(tài)。
• $PD$：掉電輸入引腳，高電平時(shí)使轉(zhuǎn)換器進(jìn)入掉電模式。

3.3 電源引腳

• $VA$：正模擬電源引腳，需連接到穩(wěn)定的+3.3V電源，并通過0.1 μF電容旁路到$AGND$。
• $VD$：正數(shù)字電源引腳，連接到與$VA$相同的+3.3V電源，并旁路到$DGND$。
• $VDR$：數(shù)字輸出電源引腳，電壓范圍為+2.4V至$VD$。

四、絕對最大額定值與工作額定值

4.1 絕對最大額定值

• 電源電壓$VA、VD、VDR$最大值為4.2V。
• 輸入或輸出引腳電壓范圍為-0.3V至（$VA$或$VD$ +0.3V）。
• 靜電放電敏感度：人體模型為2500V，機(jī)器模型為250V。

4.2 工作額定值

• 工作溫度范圍為-40°C至+85°C。
• 電源電壓$VA$范圍為+3.0V至+3.6V。
• 時(shí)鐘頻率范圍為15 MHz至65 MHz。

五、電氣特性

5.1 靜態(tài)特性

包括積分非線性、微分非線性、增益誤差、偏移誤差等參數(shù)，這些參數(shù)在不同溫度下有相應(yīng)的變化規(guī)律。

5.2 動(dòng)態(tài)特性

如全功率帶寬、信噪比、無雜散動(dòng)態(tài)范圍等，反映了轉(zhuǎn)換器在不同頻率輸入下的性能表現(xiàn)。

5.3 直流和邏輯特性

涉及數(shù)字輸入輸出的電壓、電流和電容等參數(shù)，以及電源供應(yīng)的電流和功耗。

5.4 交流特性

包括時(shí)鐘頻率、時(shí)鐘高低時(shí)間、上升和下降時(shí)間、轉(zhuǎn)換延遲和數(shù)據(jù)輸出延遲等。

六、規(guī)格定義

文檔中對各種規(guī)格術(shù)語進(jìn)行了詳細(xì)定義，如孔徑延遲、孔徑抖動(dòng)、時(shí)鐘占空比、共模電壓、轉(zhuǎn)換延遲等，這些定義有助于我們更準(zhǔn)確地理解和使用該轉(zhuǎn)換器。

七、典型性能特性

通過一系列圖表展示了DNL、INL與溫度、時(shí)鐘占空比的關(guān)系，以及SNR、SINAD、SFDR與時(shí)鐘頻率、輸入頻率的關(guān)系。這些特性曲線可以幫助我們在不同工作條件下預(yù)測轉(zhuǎn)換器的性能。

八、功能描述

ADC12DL065采用流水線架構(gòu)和誤差校正電路，確保了高性能的轉(zhuǎn)換。它可以選擇內(nèi)部或外部參考電壓，輸出字速率與時(shí)鐘頻率相同，數(shù)據(jù)輸出格式可選擇偏移二進(jìn)制或二進(jìn)制補(bǔ)碼。掉電模式可有效降低功耗。

九、應(yīng)用信息

9.1 操作條件

推薦的操作條件包括電源電壓、時(shí)鐘頻率、參考電壓和共模電壓等范圍，遵循這些條件可以保證轉(zhuǎn)換器的正常工作。

9.2 模擬輸入

有一個(gè)參考輸入引腳和兩個(gè)模擬信號(hào)輸入對，每個(gè)輸入對形成差分輸入。輸入信號(hào)應(yīng)滿足一定的范圍和相位要求，差分輸入能獲得最佳性能。

9.3 參考引腳

可選擇內(nèi)部或外部參考電壓，參考旁路引腳需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娙菖月罚员苊鈪⒖颊袷帯?/p>

9.4 信號(hào)輸入

輸入信號(hào)應(yīng)具有合適的共模電壓和幅度，差分輸入時(shí)兩個(gè)信號(hào)應(yīng)相位相反、幅度相同。單端操作時(shí)性能會(huì)有所下降。

9.5 驅(qū)動(dòng)模擬輸入

模擬輸入引腳的電容會(huì)隨時(shí)鐘電平變化，驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)選擇能夠快速響應(yīng)的放大器，并使用RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離。

9.6 數(shù)字輸入

包括時(shí)鐘、輸出使能、掉電、占空比穩(wěn)定器和復(fù)用等引腳，這些引腳的正確使用對于轉(zhuǎn)換器的正常工作至關(guān)重要。

9.7 輸出

輸出引腳為TTL/CMOS兼容，在不同模式下數(shù)據(jù)的捕獲和同步方式有所不同。驅(qū)動(dòng)高電容總線時(shí)需要注意動(dòng)態(tài)性能的下降。

十、電源供應(yīng)考慮

電源引腳需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娙菖月?，以降低電源噪聲。同時(shí)，要注意避免引腳電壓超過電源電壓，特別是在電源開關(guān)過程中。

十一、布局與接地

合理的布局和接地是確保準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。應(yīng)將模擬和數(shù)字電路分開，時(shí)鐘線應(yīng)盡量短，避免與其他信號(hào)交叉。同時(shí)，要注意輸出切換噪聲的影響，可使用電阻進(jìn)行隔離。

十二、動(dòng)態(tài)性能

為獲得最佳動(dòng)態(tài)性能，時(shí)鐘源應(yīng)無抖動(dòng)，采用差分輸入驅(qū)動(dòng)，并保持時(shí)鐘線與其他信號(hào)的隔離。

十三、常見應(yīng)用陷阱

13.1 輸入電壓超出范圍

輸入電壓不應(yīng)超過電源軌100 mV，否則可能導(dǎo)致故障或不穩(wěn)定的操作?？墒褂么?lián)電阻來解決過沖或下沖問題。

13.2 驅(qū)動(dòng)高電容數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線

高電容總線會(huì)增加輸出驅(qū)動(dòng)的電流，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)性能下降?？赏ㄟ^適當(dāng)?shù)呐月泛途彌_來解決。

13.3 使用不合適的放大器

應(yīng)選擇能夠驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)負(fù)載的放大器，并確保輸入信號(hào)的幅度和相位一致。

13.4 參考引腳操作不當(dāng)

參考電壓應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，參考旁路引腳應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娙菖月贰?/p>

13.5 時(shí)鐘源問題

時(shí)鐘源的抖動(dòng)、過長的時(shí)鐘信號(hào)跡線或其他信號(hào)的耦合會(huì)導(dǎo)致輸出噪聲增加和性能下降。

十四、封裝信息

提供了兩種可訂購的零件編號(hào)，均采用TQFP(PAG)封裝，引腳數(shù)為64，適用于-40°C至+85°C的工作溫度范圍。

ADC12DL065是一款性能出色的A/D轉(zhuǎn)換器，但在使用過程中需要注意各種操作條件和布局要求，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。希望本文對電子工程師們在設(shè)計(jì)中使用該轉(zhuǎn)換器有所幫助。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。