電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李寧遠)模擬數(shù)字轉換器ADC連接著現(xiàn)實模擬世界與電子系統(tǒng),一直是芯片產業(yè)皇冠上的明珠。隨著技術應用的發(fā)展,ADC產業(yè)呈現(xiàn)出越來越清晰的發(fā)展趨勢,即在大幅提高數(shù)據(jù)吞吐量和帶寬的同時盡可能減小功耗和尺寸。縮小尺寸以及減少功耗不必多說,在萬物互聯(lián)的時代發(fā)展趨勢下所有的元器件幾乎都朝著這一方向在努力。但真正實現(xiàn)起來并不那么容易,尤其在ADC這個被譽為“皇冠上的明珠”產業(yè)上。
隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等新興應用的崛起,ADC作為信號鏈核心的地位仍在提升,從整個市場來看,ADI和TI無疑是占絕對主導的。最近幾個大廠在市面上也陸陸續(xù)續(xù)發(fā)布了一些性能相當不錯的ADC芯片。這些ADC又有著哪些各自的特色?
TI ADS127L11
TI近期推出了ADS127L11這款精密ADC(≤10MSPS)。準確的說,ADS127L11是一款擁有高帶寬的,超小型的24bit單通道精密ADC。該新品在工業(yè)系統(tǒng)應用下針對功耗、分辨率以及測量帶寬做了大幅優(yōu)化。
先看看封裝,根據(jù)TI給出的介紹,該器件將ADC封裝尺寸縮小了50%。這是因為該系列采用了3mm x 3mm四方扁平無引線封裝。對于某些高頻應用,ADS127L11解決了尺寸與測量精度的二擇困境。
ADS127L11在寬帶FIR濾波器下有400kSPS的數(shù)據(jù)速率,在低延遲sinc濾波器下有1.067MSPS的數(shù)據(jù)吞吐速率。在這種靈活度下,可以利用寬帶寬模式提高交流測量分辨率,并盡可能降低高頻噪聲。從指標上來看,帶寬提升在50%左右,信噪比提升在30%左右。利用低延遲模式則帶來25%的延遲率降低。同時該系列在200kSPS的速率下,動態(tài)范圍為111dB。
除了這些性能之外,ADS127L11利用 可拓展的電源模式,大大降低了功耗。在高速模式下,即數(shù)據(jù)吞吐速率為400kSPS時,功耗為18.6mW。低速模式為3.3mW。對比同類精密ADC,功耗大概降低了50%。
從產品表現(xiàn)出的性能來看,TI的新產品當?shù)闷鹁范帧8〉姆庋b、更小的延遲、更高的帶寬、更高的吞吐率以及更小的功耗,無論哪一項都切中設計人員的痛點。
ADI ADAQ4001
ADAQ4001是ADI目前最新的單通道精密ADC,具有16bit的分辨率與2MSPS的數(shù)據(jù)吞吐速率。這款產品采用了ADI的精密信號鏈μModule方案,即利用ADI公司業(yè)界領先的精密技術產品系列提供性能領先的小尺寸器件。
我們依然先看封裝,ADAQ4001采用了系統(tǒng)級封裝,通過將多個通用信號處理和調節(jié)模塊組合到一個套件中,減少了終端系統(tǒng)組件的數(shù)量。具體到該系列,是7 mm ×7 mm、0.80 mm 間距、49 球CSP_BGA封裝。除了封裝上對PCB布局的敏感度大大降低,同時ADI還為ADAQ4001提供了適應各種信號電平的靈活性,并配置了VCM生成功能的板載基準電壓源緩沖區(qū)。整個信號鏈密度極高。
在ADC行業(yè)領先的技術與老道的經驗讓ADI在ADC設計上獨具特色。從ADAQ4001來看,首先是配置了可選輸入范圍的全差分ADC驅動器。再者,利用iPassives 技術集成了關鍵的無源元件,這些元件具有出色的匹配和漂移特性,可較大程度地減少與溫度有關的誤差源并優(yōu)化性能。
從性能來看,ADAQ4001提供無流水線延遲的2MSPS數(shù)據(jù)吞吐量,并保證16bit無失碼。信噪失真比也僅有95dB。誤差漂移在各種獨家技術的加持下也極低。從整體功耗來看,該系列也并不算高,2 MSPS時為51.6mW。作為ADI目前最新的單通道精密ADC,性能強大且設計精巧。
Maxim MAX11214
MAX11214則是Maxim在今年新推出的24bit集成PGA的ADC。
從封裝上看MAX11214采用了8.0mm(L) x 6.55mm(W) x 1.1mm(H)的TSSOP封裝。相比于上述兩個產品會顯得遜色一些。拋開對比其實該系列本身已經在封裝上做得不錯了,何況它的性能也很不錯。
MAX11214可以實現(xiàn)出色的140dB SNR,同時在最高32ksps的采樣率下功耗僅為5mW。積分非線性保證最大為4ppm。從參數(shù)來看,在此類精密ADC產品中,絕對的上游實力。即使在PGA低噪聲模式下,功耗電流也僅為2.6mA。同時還能提供50kSPS時的21位無噪聲分辨率以及1kSPS時的18.6位無噪聲分辨率。
除此之外,該系列還提供 6.5nV/噪聲可編程增益放大器,增益可以設置在1x至128x之間。還包括可選緩沖器,以提供信號輸入與開關電容采樣網(wǎng)絡的隔離。這意味著MAX11214 能與高阻抗源一起使用,同時還不會影響可用的動態(tài)范圍。
小結
有著深厚的行業(yè)積累,這些大廠在ADC賽道上仍舊保持著不可撼動的主導實力,從這些較新的ADC產品便可窺見一二。
原文標題:高性能與低功耗兼具的ADC產品匯聚
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