探索ADS5545：高性能14位、170 MSPS ADC的卓越之旅

 

在当今电子技术飞速发展的时代，高性能模数转换器（ADC）对于众多应用领域而言至关重要。ADS5545作为一款高性能14位、170 MSPS的ADC，以其出色的性能和丰富的特性，在无线通信、测试测量等领域展现出强大的竞争力。今天，我们就来深入探究一下这款ADC的奥秘。

文件下载：ads5545.pdf

特性亮点

高性能指标

ADS5545的最大采样率可达170 MSPS，具备14位分辨率且无失码现象。在70 - MHz IF下，能实现74 - dBFS的SNR和85 - dBc的SFDR（0 dB增益），最小有效位数（ENOB）达11.4。这些出色的指标使其在处理高频信号时表现卓越，能有效减少噪声和失真，为系统提供高精度的数字输出。

灵活的输出选项

它提供了双数据速率（DDR）LVDS和并行CMOS输出选项，可根据不同的应用场景和系统需求进行灵活选择。同时，还支持高达6 dB的可编程增益，方便在高IF下进行SNR/SFDR的权衡。

低功耗设计

在较低采样率时，ADS5545具备降低功耗的模式，有效节省能源。并且，它支持低至400 mVPP的输入时钟幅度，还配备了时钟占空比稳定器，无需外部参考去耦，支持内部和外部参考，输出时钟位置可编程，便于数据采集。

电气特性剖析

直流精度

ADS5545保证无失码，差分非线性（DNL）在 - 0.9到2.5 LSB之间，积分非线性（INL）在 - 5到5 LSB之间，偏移误差和增益误差也在合理范围内。这些特性确保了ADC在直流信号处理时的高精度和稳定性。

交流特性

在不同的输入频率下，ADS5545的SNR、SFDR、SINAD等指标表现出色。例如，在70 - MHz IF下，SNR可达74 dBFS，SFDR可达85 dBc。这些指标反映了ADC在交流信号处理时的抗干扰能力和动态范围。

参考电压

内部参考电压稳定，误差较小。V(REFB)为0.5 V，V(REFT)为2.5 V，内部参考误差在 - 60到60 mV之间。同时，VCM输出电压为1.5 V，具备 ± 4 mA的输出电流能力。

编程模式与接口

灵活的编程模式

ADS5545提供了多种可编程模式，可通过并行接口控制、串行接口编程或两者结合的方式进行配置。这种灵活性使得工程师可以根据具体需求选择最适合的编程方式，提高开发效率。

并行接口控制

在并行接口控制模式下，通过将并行引脚连接到正确的电压电平来配置设备。常用功能如待机、输出格式选择、参考模式选择等都可以通过这种方式进行控制。

串行接口编程

串行接口编程需要先将内部寄存器复位到默认值，然后通过SEN、SDATA和SCLK引脚访问内部寄存器。这种方式可以实现更精细的配置和控制。

两者结合的配置

为了增加灵活性，还可以将串行接口寄存器和并行引脚控制相结合来配置设备。在这种模式下，需要注意优先级的设置，以确保设备按照预期工作。

应用信息与设计考虑

理论操作

ADS5545基于开关电容技术，采用单3.3 - V电源供电。转换过程由外部输入时钟的上升沿触发，经过一系列低分辨率阶段的转换，最终输出14位数据。

模拟输入

模拟输入采用基于开关电容的差分采样和保持架构，具有良好的交流性能。输入引脚需要外部偏置在1.5 V的共模电压附近，全差分输入范围为2 VPP。

驱动电路设计

为了确保ADC的性能，需要合理设计驱动电路。在低输入频率范围，可以使用简单的电路配置；在高输入频率范围，则需要采用更复杂的电路来改善插入损耗和阻抗匹配。同时，还可以使用RF变压器或差分放大器来驱动模拟输入。

时钟输入

时钟输入可以采用差分或单端方式驱动，建议采用差分驱动以降低共模噪声。输入时钟的共模电压通过内部5 - kΩ电阻设置为VCM。此外，时钟缓冲器具有可编程增益选项，可以根据需要调整时钟幅度。

电源管理

ADS5545具有三种电源关断模式：全局待机、输出缓冲器禁用和输入时钟停止。这些模式可以有效降低功耗，提高系统的能效。

输出接口

提供DDR LVDS和并行CMOS两种输出接口选项。DDR LVDS输出具有高速传输的优势，而并行CMOS输出则更适合与CMOS电路接口。同时，LVDS缓冲器的电流和内部终端电阻都可以进行编程配置，以优化信号完整性。

电路板设计

在电路板设计时，需要注意接地、电源去耦、数据输出串联电阻和散热等问题。合理的电路板设计可以减少噪声干扰，提高系统的稳定性和可靠性。

总结

ADS5545作为一款高性能的ADC，凭借其出色的性能、丰富的特性和灵活的配置选项，为电子工程师提供了一个强大的工具。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理选择和配置ADS5545，同时注意电路板设计和电源管理等方面的问题，以充分发挥其性能优势。希望通过本文的介绍，能帮助大家更好地了解和使用ADS5545，在电子设计的道路上取得更好的成果。

你在使用ADS5545的过程中遇到过哪些问题？或者你对它的哪些特性最感兴趣？欢迎在评论区留言分享你的经验和想法。