DDC264 是一款 20 位、64 通道、電流輸入的模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器。它 結(jié)合電流與電壓轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換，使64個(gè)獨(dú)立的低電平電流輸出 諸如光電二極管等設(shè)備可以直接連接到其輸入端并數(shù)字化。

對(duì)于64個(gè)輸入，DDC264采用經(jīng)過驗(yàn)證的雙開關(guān)積分器前端。 這種配置允許連續(xù)電流積分：當(dāng)一個(gè)積分器 由內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，另一個(gè)則是積分輸入電流。這 該架構(gòu)既提供了非常穩(wěn)定的偏移量，也實(shí)現(xiàn)了輸入電流的無(wú)損收集。 可調(diào)積分時(shí)間范圍為160微秒至1秒，電流范圍從fAs到μAs不等 持續(xù)測(cè)量，精度極高。
*附件：ddc264.pdf

DDC264 采用串行接口，設(shè)計(jì)用于多設(shè)備系統(tǒng)中的菊鏈連接。 只需將一個(gè)設(shè)備的輸出連接到另一個(gè)設(shè)備的輸入，即可形成鏈條。常見 時(shí)鐘為鏈中所有設(shè)備供電，使多DDC264系統(tǒng)中的數(shù)字開銷 極小。

DDC264 使用5伏模擬電源和2.7伏至3.6伏數(shù)字電源。旁路 DDC264封裝內(nèi)的電容有助于最小化外部元件的需求。經(jīng)營(yíng) 在0°C至70°C的溫度范圍內(nèi)，DDC264 100針NFBGA封裝有兩個(gè)版本：DDC264C用于低功耗應(yīng)用， DDC264CK需要更高速度。

特性

• 單芯片解決方案可直接測(cè)量64個(gè)低電位電流
• 經(jīng)過驗(yàn)證的高精度、真正集成的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)100%電荷收集
• 現(xiàn)有DDC系列應(yīng)用的便捷升級(jí)
• 極低功耗：3 mW/通道
• 極線性：INL = ±0.025% ±1 ppm FSR 讀數(shù)
• 低噪聲：6.3 ppm FSR
• 可調(diào)全刻度范圍
• 可調(diào)速
  • 數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)6 kSPS，性能為20位
  • 積分時(shí)間低至160微秒
• 菊鏈串行接口
• 封裝內(nèi)旁路電容簡(jiǎn)化PCB設(shè)計(jì)
• 應(yīng)用
  • CT掃描儀DAS
  • 光電二極管傳感器
  • X射線探測(cè)系統(tǒng)

參數(shù)

方框圖

DDC264 是德州儀器（TI）推出的 20 位 64 通道電流輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢(shì)為高集成度、高精度積分架構(gòu)與低功耗，支持直接測(cè)量低電平電流信號(hào)，可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展通道數(shù)，適配 CT 掃描儀、X 光檢測(cè)系統(tǒng)、光電二極管傳感器等高精度多通道數(shù)據(jù)采集場(chǎng)景。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)

• 通道與采樣特性 ：64 路電流輸入通道，采用雙開關(guān)積分器架構(gòu)，支持連續(xù)積分（A/B 側(cè)交替工作，無(wú)電荷丟失）；積分時(shí)間可調(diào)節(jié)（160 μs~1 s），數(shù)據(jù)率最高 6.25 kSPS（DDC264CK 型號(hào)）或 3.125 kSPS（DDC264C 型號(hào)）。
• 精度與噪聲 ：積分非線性（INL）±0.025% 讀數(shù) ±1 ppm FSR，無(wú)丟失碼；噪聲低至 6.3 ppm FSR（rms），輸入偏置電流 ±5 pA（25°C~45°C），線性度與穩(wěn)定性優(yōu)異。
• 輸入與量程 ：直接輸入電流范圍對(duì)應(yīng)電荷值–0.6~150 pC，支持 4 檔可編程量程（12.5 pC/50 pC/100 pC/150 pC），適配飛安級(jí)至微安級(jí)電流測(cè)量。
• 功耗與供電 ：模擬電源（AVDD）4.755.25 V（DDC264C）或 4.95.1 V（DDC264CK），數(shù)字電源（DVDD）2.7~3.6 V；單通道功耗 3 mW（DDC264C）或 5.5 mW（DDC264CK），總功耗最高 350 mW，低功耗設(shè)計(jì)適配多通道系統(tǒng)。

2. 環(huán)境與封裝

• 工作溫度：0°C 至 70°C，滿足工業(yè)級(jí)常規(guī)工作環(huán)境要求；
• 封裝形式：100 引腳 NFBGA 封裝（9mm×9mm），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，引腳鍍層為 SNAGCU，MSL 等級(jí) 3，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護(hù)：人體模型（HBM）±4 kV、充電設(shè)備模型（CDM）±1 kV，防護(hù)等級(jí)高于同類器件，保障操作可靠性。

二、關(guān)鍵功能特性

1. 核心架構(gòu)與輸入設(shè)計(jì)

• 積分架構(gòu)：雙開關(guān)積分器實(shí)現(xiàn)連續(xù)采樣，A 側(cè)積分時(shí) B 側(cè)數(shù)字化，確保 100% 電荷收集，適配低電平電流信號(hào)的高精度轉(zhuǎn)換。
• 量程配置：通過寄存器選擇 4 檔量程，所有通道共享同一量程設(shè)置，內(nèi)部集成微調(diào)電容網(wǎng)絡(luò)，保證通道間一致性。
• 直接電流輸入：無(wú)需外部電流 - 電壓轉(zhuǎn)換電路，可直接連接光電二極管等電流輸出器件，輸入偏置電流低，減少信號(hào)失真。

2. 接口與擴(kuò)展能力

• 串行接口：支持菊花鏈級(jí)聯(lián)，通過 DOUT/DIN 引腳擴(kuò)展多器件通道數(shù)，簡(jiǎn)化多通道系統(tǒng)布線；數(shù)據(jù)時(shí)鐘（DCLK）最高 32 MHz，配置時(shí)鐘（CLK_CFG）最高 20 MHz。
• 數(shù)據(jù)輸出：支持 16 位 / 20 位輸出格式（偏移二進(jìn)制碼），DVALID 引腳指示數(shù)據(jù)就緒，數(shù)據(jù)在 DCLK 下降沿移位輸出，適配同步數(shù)據(jù)讀取。
• 配置寄存器：16 位配置寄存器可設(shè)置量程、輸出格式、時(shí)鐘分頻等參數(shù)，支持配置數(shù)據(jù)回讀與校驗(yàn)，功能擴(kuò)展靈活。

3. 參考與同步控制

• 參考電壓：外部參考輸入（4.096 V 標(biāo)稱），需搭配緩沖電路與去耦電容穩(wěn)定工作，參考電流隨積分時(shí)間變化（340 μA~1650 μA）。
• 同步控制：CONV 引腳控制積分周期，需與系統(tǒng)時(shí)鐘（CLK）同步（±10 ns），確保噪聲性能；RESET 引腳支持異步復(fù)位，復(fù)位后需重新配置寄存器并等待 4 個(gè)轉(zhuǎn)換周期再讀取數(shù)據(jù)。

三、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 醫(yī)療設(shè)備：CT 掃描儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、X 光檢測(cè)系統(tǒng)；
• 傳感器信號(hào)采集：光電二極管陣列、多通道電流型傳感器；
• 工業(yè)檢測(cè)：高精度多通道電流監(jiān)測(cè)、低電平信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)。

2. 硬件設(shè)計(jì)建議

• 供電與去耦 ：AVDD 與 DVDD 需獨(dú)立供電，模擬電源推薦線性穩(wěn)壓器供電，各電源引腳就近放置 10 μF 陶瓷電容去耦；芯片內(nèi)置旁路電容，簡(jiǎn)化 PCB 設(shè)計(jì)。
• 輸入電路：輸入信號(hào)需短路徑布線，減少寄生電容（寄生電容影響噪聲性能）；未使用通道建議懸空，避免引入干擾；光電二極管等傳感器可反向偏置（降低寄生電容）或無(wú)偏置（降低暗電流），根據(jù)場(chǎng)景選擇。
• 參考電路：外部參考電壓需經(jīng)低噪聲運(yùn)放（如 OPA350）緩沖，搭配 10 μF+0.1 μF 去耦電容，遠(yuǎn)離數(shù)字噪聲源，確保參考穩(wěn)定性。
• 布局規(guī)范：模擬地（AGND）、數(shù)字地（DGND）、安靜地（QGND）單點(diǎn)連接至同一地平面；模擬輸入通道與數(shù)字信號(hào)線嚴(yán)格分離，避免交叉干擾；QGND 引腳需單獨(dú)布線并屏蔽，減少泄漏電流影響。

3. 軟件與配置

• 寄存器配置：上電或復(fù)位后需通過 CLK_CFG/DIN_CFG 引腳配置寄存器，設(shè)置量程（Range [1:0]）、輸出格式（Format）、時(shí)鐘分頻（Clkdiv）等參數(shù)，配置后需等待 4 個(gè)轉(zhuǎn)換周期生效。
• 數(shù)據(jù)讀?。褐С秩N讀取方式（CONV 切換前 / 后讀取、混合讀取），多器件級(jí)聯(lián)時(shí)通過菊花鏈連接，需控制 DCLK skew，避免時(shí)序違規(guī)。
• 量程選擇：根據(jù)最大輸入電流與積分時(shí)間計(jì)算電荷值，匹配對(duì)應(yīng)量程（如 250 nA 電流 + 500 μs 積分時(shí)間對(duì)應(yīng) 125 pC，選擇 150 pC 量程）。