ADS911x是18位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）系列，具有用于ADC輸入的集成驅(qū)動(dòng)器。集成的ADC驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)化了信號(hào)鏈，降低了精密應(yīng)用的功耗，并支持超過(guò)1MHz的高頻信號(hào)。由于不需要外部去耦電容，集成ADC基準(zhǔn)電壓緩沖器針對(duì)寬帶寬應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

ADS911x使用串行LVDS（SLVDS）數(shù)據(jù)接口，可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字通信，同時(shí)最大限度地降低數(shù)字開(kāi)關(guān)噪聲。使用每個(gè)ADC通道的單獨(dú)SLVDS輸出或兩個(gè)ADC通道的一個(gè)SLVDS輸出讀取雙通道ADC數(shù)據(jù)。
*附件：ads9117.pdf

特性

• 高速低功耗：
  • ADS9119：20MSPS，274mW
  • ADS9118：10MSPS，83mW
  • ADS9117：5MSPS，59mW
• 功能集成：
  • 集成ADC驅(qū)動(dòng)器
  • 集成精密參考
  • 共模電壓輸出緩沖器
• 高性能：
  • 18 位無(wú)缺失代碼
  • INL：±0.8LSB，DNL：±0.4LSB
  • 信噪比：95.5dB
• 寬輸入帶寬：
  • ADS9119和ADS9118：90MHz （–3dB）
  • ADS9117：45MHz （–3dB）
• 串行LVDS接口：
  • SDR 和 DDR 輸出模式
  • 同步時(shí)鐘和數(shù)據(jù)輸出
• 擴(kuò)展工作范圍：–40°C 至 +125°C

參數(shù)

方框圖

一、核心特性

1. 采樣性能與輸入特性

• 采樣速率 ：三款型號(hào)速率差異化，ADS9119 最高 20MSPS，ADS9118 10MSPS，ADS9117 5MSPS，滿足不同實(shí)時(shí)性需求。
• 輸入帶寬 ：ADS9119/ADS9118 輸入帶寬 90MHz（-3dB），ADS9117 45MHz，支持高頻信號(hào)采集（如 1MHz 信號(hào)）；全量程輸入范圍 ±3.2V（差分），輸入偏置電流低至 0.1nA，溫漂 0.1nA/℃，減少信號(hào)失真。
• 精度指標(biāo) ：無(wú)失碼 18 位，微分非線性（DNL）±0.4LSB，積分非線性（INL）±0.8LSB；信噪比（SNR）典型 95.5dB，總諧波失真（THD）低至 -118dB，寬溫（-40℃~125℃）下性能穩(wěn)定。

2. 集成功能與信號(hào)處理

• 模擬前端 ：集成 ADC 輸入驅(qū)動(dòng)，無(wú)需外部放大器；內(nèi)置二階低通抗混疊濾波器，抑制帶外噪聲；VCMOUT 引腳提供 2.4V 共模電壓，用于輸入信號(hào)電平匹配。
• 參考電壓 ：片內(nèi)集成 4.096V 精密參考源，溫度漂移 6~20ppm/℃，REFIO 引腳可配置為外部參考輸入，需外接 10μF 電容 decoupling 以降低噪聲。
• 數(shù)據(jù)處理 ：支持 2/4/8/16 倍過(guò)采樣（OSR），通過(guò)平均算法降低噪聲；內(nèi)置數(shù)字下變頻器（DDC），含 24 位數(shù)控振蕩器（NCO），可輸出 I/Q 正交信號(hào)，適配信號(hào)解調(diào)場(chǎng)景。

3. 數(shù)字接口與控制

• LVDS 接口 ：支持單數(shù)據(jù)率（SDR）與雙數(shù)據(jù)率（DDR）輸出，數(shù)據(jù)幀寬度可選 20 位或 24 位；差分時(shí)鐘（DCLK）與幀時(shí)鐘（FCLK）同步輸出，減少數(shù)字噪聲串?dāng)_，支持多器件同步（SMPL_SYNC 引腳）。
• 配置接口 ：SPI 接口用于寄存器配置（3 個(gè)寄存器組），支持菊花鏈（Daisy-Chain）多器件級(jí)聯(lián)；提供測(cè)試模式（固定圖案、數(shù)字斜坡、交替圖案），便于調(diào)試數(shù)據(jù)接口。
• 低功耗設(shè)計(jì) ：20MSPS 時(shí)總功耗 274mW（ADS9119），支持掉電模式（AVDD_5V 電流典型 2μA）與通道獨(dú)立掉電，適配低功耗場(chǎng)景。

二、電氣規(guī)格與環(huán)境特性

1. 電源需求

• 模擬電源（AVDD_5V） ：4.75V~5.25V，需與 AGND 之間并聯(lián) 10μF+0.1μF 電容 decoupling，降低電源噪聲對(duì)模擬信號(hào)的影響。
• 數(shù)字電源（VDD_1V8） ：1.75V~1.85V，需與 DGND 并聯(lián) 1μF+0.1μF 電容，避免數(shù)字噪聲串?dāng)_模擬部分；兩種電源獨(dú)立供電，減少相互干擾。

2. 熱特性與封裝

• 封裝形式 ：采用 6mm×6mm 40 引腳 VQFN（RHA）封裝，暴露熱焊盤(pán)需連接至接地平面，確保散熱；結(jié)到環(huán)境熱阻（RθJA）25.8℃/W，結(jié)到板熱阻（RθJB）7.5℃/W，高負(fù)載下結(jié)溫不超 150℃。
• ESD 防護(hù) ：模擬輸入引腳（AINP/AINM）人體放電模型（HBM）±2000V，其他引腳 HBM±1000V；帶電器件模型（CDM）所有引腳 ±500V，提升組裝與使用過(guò)程中的抗靜電能力。

三、功能模塊與操作模式

1. 數(shù)據(jù)處理功能

• 數(shù)據(jù)平均 ：支持 2/4/8/16 倍過(guò)采樣，通過(guò)寄存器配置 OSR 實(shí)現(xiàn)，輸出數(shù)據(jù)率隨過(guò)采樣比降低（如 16 倍過(guò)采樣時(shí)，20MSPS 降至 1.25MSPS），同時(shí)提升 SNR 性能。
• 數(shù)字下變頻（DDC） ：集成數(shù)字混頻器與 NCO，NCO 頻率可通過(guò)寄存器配置（公式：fNCO ? =224fSMP L _CLK? ? ×NCOFREQUENCY ? ），輸出 24 位 I/Q 數(shù)據(jù)，適用于信號(hào)解調(diào)與頻率分析。
• 溫度監(jiān)測(cè) ：內(nèi)置 10 位溫度傳感器，通過(guò) SPI 讀取溫度數(shù)據(jù)（范圍 -40℃~125℃），可用于系統(tǒng)溫度補(bǔ)償。

2. 工作模式與控制

• 正常模式 ：采樣時(shí)鐘（SMPL_CLK）觸發(fā)轉(zhuǎn)換，LVDS 接口輸出 18 位 MSB 對(duì)齊數(shù)據(jù)，支持二進(jìn)制補(bǔ)碼或無(wú)符號(hào)格式。
• 掉電模式 ：PWDN 引腳（低有效）或寄存器配置觸發(fā)，模擬部分?jǐn)嚯姡珹VDD_5V 電流降至 2μA；復(fù)位（RESET 引腳，低有效）可重置所有寄存器至默認(rèn)值。
• 多器件同步 ：SMPL_SYNC 引腳用于多 ADC 同步采樣，通過(guò)脈沖復(fù)位內(nèi)部過(guò)采樣濾波器，確保多通道數(shù)據(jù)時(shí)序一致。

四、硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電源與參考電路

• 電源 decoupling ：AVDD_5V 與 AGND 之間、VDD_1V8 與 DGND 之間均需并聯(lián) 10μF 鉭電容 + 0.1μF 陶瓷電容，電容需緊貼引腳，避免寄生電感。
• 參考電路 ：使用內(nèi)部參考時(shí)，REFIO 與 REFM 之間并聯(lián) 10μF 電容；使用外部參考時(shí)，需將 REFIO 接 4.096V 精密參考源（如 REF7040），并禁用內(nèi)部參考（寄存器 PD_REF=1）。

2. 輸入信號(hào)布線

• 差分走線 ：AINP/AINM 需差分布線，阻抗匹配（建議 100Ω），長(zhǎng)度誤差≤5mil，與數(shù)字信號(hào)（SCLK、LVDS 線）間距≥2mm，減少串?dāng)_；高頻信號(hào)（>2MHz）需開(kāi)啟 HI_FREQ_EN 位，優(yōu)化輸入 slew rate。
• 時(shí)鐘設(shè)計(jì) ：SMPL_CLK 支持差分 LVDS 或單端 CMOS 輸入，差分輸入時(shí)需在 SMPL_CLKP/SMPL_CLKM 引腳外接 100Ω 匹配電阻；時(shí)鐘抖動(dòng)需控制在 0.3~0.8ps RMS，避免 SNR 性能退化。

3. LVDS 接口設(shè)計(jì)

• 差分匹配 ：DOUTP/DOUTM、DCLKP/DCLKM、FCLKP/FCLKM 均為差分對(duì)，需在接收端（如 FPGA）附近并聯(lián) 100Ω 電阻，傳輸線長(zhǎng)度控制在 20mm 以?xún)?nèi)，減少信號(hào)反射。
• 時(shí)序同步 ：DDR 模式下，數(shù)據(jù)在 DCLK 上升沿與下降沿均傳輸，需確保 DCLK 占空比 45%~55%；SDR 模式僅上升沿傳輸，數(shù)據(jù)延遲需匹配系統(tǒng)時(shí)序要求。

五、適用場(chǎng)景

• 測(cè)試測(cè)量 ：源測(cè)量單元（SMU）、功率分析儀，依托高采樣速率（20MSPS）與寬帶寬（90MHz），精準(zhǔn)捕獲測(cè)試信號(hào)（如電壓、電流波形）。
• 工業(yè)自動(dòng)化 ：伺服驅(qū)動(dòng)位置反饋、電機(jī)控制，利用多器件同步功能與低延遲（3~12ns），實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制的精準(zhǔn)同步采樣。
• 能源與海事 ：電網(wǎng)功率質(zhì)量分析、海事設(shè)備信號(hào)采集，寬溫特性（-40℃~125℃）與高抗干擾能力，適配惡劣環(huán)境。

六、訂單與封裝信息

三款型號(hào)引腳完全兼容，僅采樣速率與帶寬差異，可根據(jù)項(xiàng)目需求靈活替換，無(wú)需修改 PCB 布局。