Texas Instruments ADC354x低噪声超低功耗模数转换器 (ADC) 是低噪声、超低功耗、14位、10至65MSPS高速ADC。这些器件设计用于实现低功耗，具有–155dBFS/Hz噪声频谱密度。ADC354x具有出色的直流精度和IF采样支持，因此非常适合用于各种应用。仅一个时钟周期的短延迟对高速控制环路有益。该ADC在65MSPS时仅消耗79mW，并且随采样速率降低，功耗变化非常好。

数据手册：*附件：Texas Instruments ADC354x低噪声超低功耗ADC数据手册.pdf

Texas Instruments ADC354x使用SDR、DDR或串行CMOS接口来输出数据，具有最低功耗的数字接口和灵活性，可最大限度地减少数字互连数量。这些器件是引脚对引脚兼容系列，具有不同速度等级。这些器件支持扩展工业温度范围：−40°C至+105°C。

特性

• 14位10/25/65MSPS ADC
• 噪声基底：-155dBFS/Hz
• 超低功耗，优化功率调节［35mW（10MSPS）至84mW（65MSPS）］
• 1个时钟周期延迟
• INL：±0.6LSB；DNL：±0.1LSB
• 外部或内部基准
• 900MHz (3dB) 输入带宽
• -40°C至+105°C工业温度范围
• 片上数字滤波器（可选）
  • 抽取2、4、8、16、32
  • 32位NCO
• SDR/DDR和串行CMOS接口
• 40-WQFN (5mm × 5mm) 封装，小占位面积
• 1.8V单电源
• 频谱性能 (fIN = 10 MHz)
  • SNR：79.0dBFS
  • SFDR：87dBc HD2、HD3
  • SFDR：99dBFS最差杂散
• 频谱性能 (f IN =64MHz)：
  • SNR：78.0dBFS
  • SFDR：70dBc HD2、HD3
  • SFDR：91dBFS最差杂散

功能框图

超低功耗高性能ADC技术解析：TI ADC354x系列在工业与通信中的应用

一、ADC354x系列产品概述

Texas Instruments推出的ADC3541、ADC3542和ADC3543(ADC354x)系列是14位分辨率、采样率从10MSPS到65MSPS的高速模数转换器，代表了当前低功耗高性能ADC的技术前沿。该系列专为‌超低功耗‌设计，噪声谱密度低至-155dBFS/Hz，在工业监控、通信基础设施和高速控制环路等应用中表现出色。

该系列产品采用‌单1.8V供电‌，功耗表现优异：从10MSPS时的35mW到65MSPS时的84mW，功率随采样率降低而显著下降。所有器件采用5mm×5mm的40引脚WQFN封装，支持-40°C至+105°C的工业温度范围。

二、核心技术创新与性能特点

1. 突破性的噪声性能

ADC354x系列实现了-155dBFS/Hz的噪声基底，这一指标在同类14位ADC中处于领先地位。在10MHz输入信号时，信噪比(SNR)达到79.0dBFS，无杂散动态范围(SFDR)为87dBc(HD2/HD3)；即使在64MHz高频输入时，仍能保持78.0dBFS的SNR和70dBc的SFDR。

2. 超低延迟架构

该系列采用创新架构实现了仅‌1个时钟周期‌的转换延迟，使其特别适合需要快速响应的应用场景，如：

• 电机控制环路
• 实时电力质量分析
• 雷达信号处理
• 高速数据采集系统

3. 灵活的接口设计

ADC354x提供三种数字接口选项：

1. ‌单数据速率(SDR)CMOS接口‌
2. ‌双数据速率(DDR)CMOS接口‌
3. ‌串行CMOS接口‌

这种设计既满足了高速数据传输需求，又能通过串行接口减少PCB布线复杂度，为系统设计提供了极大灵活性。

三、关键参数与技术规格

1. 直流精度

• ‌ 积分非线性(INL) ‌：±0.6LSB
• ‌ 差分非线性(DNL) ‌：±0.1LSB
• ‌输入带宽‌：900MHz(-3dB)

2. 参考电压设计

支持‌内部和外部参考‌电压模式，内部集成1.2V参考电压缓冲器(REFBUF)，简化了系统设计并提高了稳定性。

3. 可选数字滤波器

集成可编程数字下变频器(DDC)，支持：

• 2/4/8/16/32倍降采样
• 32位数控振荡器(NCO)
• 数字滤波功能

这一特性使其特别适合软件定义无线电(SDR)和频谱分析等需要数字信号处理的应用。

四、系列产品对比与选型指南

型号	分辨率	最大采样率	典型功耗	主要应用场景
ADC3541	14位	10MSPS	35mW	低速工业监控、便携设备
ADC3542	14位	25MSPS	待补充	中速数据采集、电力分析
ADC3543	14位	65MSPS	79mW	通信基础设施、雷达
ADC3544	14位	125MSPS	待补充	高速信号处理、高级成像

表：ADC354x系列产品对比表

五、典型应用方案

1. 工业监控系统

在工业4.0背景下，ADC354x系列的低功耗和高精度特性使其成为以下应用的理想选择：

• ‌振动监测‌：精确捕捉机械振动频谱
• ‌温度测量‌：高精度热电偶/RTD信号采集
• ‌过程控制‌：快速闭环控制系统

2. 通信基础设施

凭借900MHz的输入带宽和优秀的动态性能，该系列可支持：

• ‌5G小基站‌射频数字化
• ‌软件定义无线电‌的中频采样
• ‌微波回传‌系统的信号处理

3. 智能电网与电力分析

数字滤波器和NCO功能使其能精确分析：

• 电力谐波失真
• 瞬态电压波动
• 电能质量参数

六、设计考虑与优化建议

1. ‌电源设计‌：建议使用低噪声LDO为模拟和数字部分分别供电，注意去耦电容的布局
2. ‌时钟质量‌：使用低抖动时钟源，时钟抖动直接影响高频性能
3. ‌PCB布局‌：
   • 保持模拟和数字地分离
   • 缩短模拟输入走线长度
   • 避免数字信号对模拟部分的干扰
4. ‌热管理‌：虽然功耗低，但在高温环境下仍需考虑散热设计