ADAQ23875：16位、15 MSPS μModule數(shù)據(jù)采集解決方案

在電子設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計一直是一個關(guān)鍵且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。今天，我們來深入了解一款名為ADAQ23875的產(chǎn)品，它是一款高精度、高速的μModule數(shù)據(jù)采集解決方案，能顯著簡化精密測量系統(tǒng)的開發(fā)過程。

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產(chǎn)品特性

集成與轉(zhuǎn)換能力

ADAQ23875集成了全差分ADC驅(qū)動器，具備信號縮放功能，可實現(xiàn)單端到差分的轉(zhuǎn)換。其輸入共模電壓范圍寬，共模抑制比高，還采用了0.005%精密匹配電阻陣列，為FDA提供了出色的性能。

封裝與功耗優(yōu)勢

它采用9 mm × 9 mm、0.8 mm間距、100球CSP_BGA封裝，相比離散解決方案， footprint縮小了4倍。同時，具有低功耗、動態(tài)功率縮放和掉電模式，在15 MSPS時典型功耗僅為143 mW。

性能指標(biāo)出色

• 吞吐量：可達(dá)15 MSPS，且無流水線延遲。
• INL：典型值為±0.6 LSB，最大值為±1 LSB。
• SINAD：在1 kHz時典型值為89 dB。
• THD：在1 kHz時為?115 dB，在400 kHz時為?106 dB。
• 增益誤差：典型值為0.005%FS，增益誤差漂移最大值為±1 ppm/°C。

其他特性

它還具備板載參考緩沖器和VCMO生成功能，采用串行LVDS接口，工作溫度范圍為?40°C至+85°C。

應(yīng)用領(lǐng)域

ADAQ23875的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了ATE、數(shù)據(jù)采集、硬件在環(huán)（HiL）、功率分析儀、無損檢測（聲發(fā)射）、質(zhì)譜分析、行波故障定位、醫(yī)學(xué)成像和儀器、超聲波流量計等領(lǐng)域。

工作原理與電路信息

系統(tǒng)集成與技術(shù)應(yīng)用

ADAQ23875運用系統(tǒng)級封裝（SIP）技術(shù)，將多個常見的信號處理和調(diào)理模塊集成在一個設(shè)備中，減少了終端系統(tǒng)的組件數(shù)量。這些模塊包括低噪聲全差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）驅(qū)動器（FDA）、穩(wěn)定的參考緩沖器和高速16位、15 MSPS逐次逼近寄存器（SAR）ADC。同時，采用了ADI的iPassives?技術(shù)，集成了關(guān)鍵的無源組件，具有出色的匹配和漂移特性，可最大限度減少溫度相關(guān)的誤差源。

轉(zhuǎn)換過程與性能優(yōu)勢

ADC驅(qū)動器級的快速建立，以及全差分或單端到差分輸入和SAR ADC的無延遲特性，為高通道數(shù)復(fù)用信號鏈架構(gòu)和控制回路應(yīng)用提供了獨特的解決方案。其小尺寸封裝在不犧牲性能的前提下，使儀器的外形更加小巧。單5 V電源供電即可實現(xiàn)設(shè)備的最佳性能。

技術(shù)參數(shù)

電氣參數(shù)

在特定的測試條件下（如(VDD = 5 V ± 5 %)，(VS+ = 5 V ± 5 %)，(VS- = -1 V ± 5 %)等），ADAQ23875的各項電氣參數(shù)表現(xiàn)出色。例如，分辨率為16位，模擬輸入阻抗在不同配置下有所不同，吞吐量、轉(zhuǎn)換時間等也有明確的指標(biāo)。

時序參數(shù)

其數(shù)字接口的時序參數(shù)包括采樣頻率、轉(zhuǎn)換時間、采集相位等，這些參數(shù)確保了數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確進(jìn)行。

絕對最大額定值

了解ADAQ23875的絕對最大額定值非常重要，包括模擬輸入、電源電壓、存儲溫度范圍、結(jié)溫等，超過這些額定值可能會對產(chǎn)品造成永久性損壞。

熱阻與ESD防護(hù)

熱性能與PCB設(shè)計和工作環(huán)境密切相關(guān)，熱阻參數(shù)為PCB熱設(shè)計提供了參考。同時，該產(chǎn)品具有一定的ESD防護(hù)能力，人體模型（HBM）的耐受閾值為3000 V，場感應(yīng)帶電設(shè)備模型（FICDM）為1500 V。

引腳配置與功能

ADAQ23875的引腳配置清晰，每個引腳都有明確的功能。例如，GND為電源接地，IN1+和IN1-為FDA的正負(fù)輸入，VIO為2.5 V模擬和輸出電源等。不同的引腳組合實現(xiàn)了設(shè)備的各種功能，如轉(zhuǎn)換啟動、電源控制、數(shù)據(jù)輸出等。

典型性能特性

通過一系列的圖表展示了ADAQ23875在不同條件下的性能表現(xiàn)，包括INL與代碼的關(guān)系、DNL與代碼的關(guān)系、ADC驅(qū)動器的頻率響應(yīng)、SNR和SINAD與吞吐量的關(guān)系等。這些圖表為工程師在實際應(yīng)用中評估產(chǎn)品性能提供了重要依據(jù)。

應(yīng)用信息

典型應(yīng)用電路

提供了差分輸入和單端輸入兩種典型應(yīng)用電路示例，展示了如何根據(jù)不同的輸入信號和增益要求進(jìn)行電路配置。

電壓參考輸入

ADAQ23875具有內(nèi)部低噪聲、低漂移的帶隙參考，可通過REFIN引腳進(jìn)行配置。也可以使用外部參考來滿足更高的精度和更低的漂移要求。

共模輸出

VCMO引腳提供了一個標(biāo)稱值為REFBUF引腳電壓一半的輸出，可用于設(shè)置FDA的共模電壓。

電源供應(yīng)

該產(chǎn)品使用四個電源：內(nèi)部ADC核心電源（VDD）、數(shù)字輸入/輸出接口電源（VIO）、FDA正電源（VS+）和負(fù)電源（VS?）。電源供應(yīng)需要注意旁路電容的使用，以減少電磁干擾和電源線上的毛刺影響。同時，產(chǎn)品沒有特定的電源供電順序要求，具有上電復(fù)位（POR）電路。

數(shù)字接口

ADAQ23875的轉(zhuǎn)換由CNV+和CNV–輸入控制，可使用LVDS信號或CMOS信號驅(qū)動。其具有串行LVDS數(shù)字接口，可選擇單通道或雙通道輸出模式，方便與FPGA連接。

PCB布局

PCB布局對于ADAQ23875的性能至關(guān)重要。推薦使用多層板，內(nèi)部有干凈的接地平面。要注意組件的放置和信號的布線，避免寄生電容的影響，同時要將敏感的模擬和數(shù)字部分分開，防止噪聲耦合。

機(jī)械應(yīng)力影響

安裝設(shè)備時的機(jī)械應(yīng)力可能會對SNR和內(nèi)部電壓參考產(chǎn)生微妙影響，建議使用IR回流或?qū)α骱附?，并控制溫度曲線，不推薦使用熱風(fēng)槍或烙鐵手工焊接。

總結(jié)

ADAQ23875是一款功能強(qiáng)大、性能出色的數(shù)據(jù)采集解決方案，為電子工程師在設(shè)計精密測量系統(tǒng)時提供了一個可靠的選擇。通過深入了解其特性、參數(shù)和應(yīng)用信息，工程師可以更好地利用這款產(chǎn)品，實現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集。你在使用類似的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品時，是否也遇到過一些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。