深入解析ADS7887与ADS7888：高性能ADC的卓越之选

 

在电子设计领域，模数转换器（ADC）是连接模拟世界和数字世界的关键桥梁。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的两款优秀ADC产品——ADS7887和ADS7888，为大家详细介绍它们的特点、应用以及设计要点。

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产品概述

ADS7887和ADS7888分别是10位和8位、1.25-MSPS的串行模数转换器。它们采用电容式逐次逼近寄存器（SAR）架构，内置采样保持功能，通过CS和SCLK信号控制的串行接口，易于与微处理器和DSP无缝连接。其工作电压范围宽，为2.35V至5.25V，低功耗特性使其非常适合电池供电的应用场景。

关键特性剖析

高分辨率与低延迟

• 分辨率：ADS7887具备10位分辨率，而ADS7888为8位分辨率，能够满足不同精度需求的应用。
• 零延迟：确保数据的实时转换和处理，提高系统响应速度。

低功耗设计

• 宽电源范围：可在2.35V至5.25V的电源电压下工作，适应多种电源环境。
• 低功耗：在1.25 MSPS的转换速率下，3V电源时典型功耗为3.8mW，5V电源时为8mW；还具备节能的掉电模式，进一步降低功耗。

高精度性能

• INL与DNL：ADS7887的INL为±0.35 LSB，DNL为±0.35 LSB；ADS7888的INL为±0.15 LSB，DNL为±0.1 LSB，保证了转换的高精度。
• SINAD与THD：ADS7887的SINAD为61 dB，THD为 -84 dB；ADS7888的SINAD为49.5 dB，THD为 -67.5 dB，提供了良好的信号质量。

其他特性

• 宽输入带宽：在3dB处达到15 MHz，能够处理高频信号。
• 数字输入灵活性：数字输入高电平不受器件VDD限制，可承受高达5.25V的输入，方便与不同电源电平的电路连接。
• 小封装：采用6引脚的SOT23和SC70封装，节省电路板空间。

应用领域

ADS7887和ADS7888适用于多种应用场景，包括：

• 无线通信：作为基带转换器，实现信号的模数转换。
• 数字驱动：用于电机电流和总线电压传感器，监测电机运行状态。
• 光网络：如密集波分复用（DWDM）和基于MEMS的光开关，提供高精度的信号转换。
• 电池供电系统：低功耗特性使其成为电池供电设备的理想选择。
• 医疗仪器：满足医疗设备对高精度和低功耗的要求。

设计要点

引脚驱动

• VIN引脚：ADS7887和ADS7888的VIN输入必须由低阻抗源驱动。当源阻抗超过200Ω时，建议使用缓冲器，如THS4031，以确保转换器达到额定性能。
• VDD引脚：电源电压同时作为参考电压，必须由低阻抗源驱动，并进行接地去耦。建议在靠近器件的位置放置1-µF存储电容和10-nF去耦电容，并使用宽而低阻抗的走线连接电容和器件引脚。

电源推荐

• 电源选择：可以直接使用系统电源，也可以选择低漂移、低压差的参考电压发生器，如REF3030或REF3130。在系统电源有噪声的情况下，可使用低通滤波后的系统电源，并通过零漂移运算放大器OPA735进行缓冲。
• 电压设置：确保VDD电源大于或等于最大输入信号，以避免代码饱和。

布局注意事项

• 分区设计：在器件下方使用接地平面，并将PCB划分为模拟和数字区域，避免数字线路与模拟信号路径交叉。
• 电源处理：为器件提供干净且经过良好旁路的电源，在靠近VDD引脚处使用1-µF陶瓷旁路电容，并避免在VDD和旁路电容之间放置过孔。
• 接地连接：使用短而低阻抗的路径将接地引脚连接到接地平面。
• 滤波电容：将飞轮RC滤波器放置在靠近器件的位置。

典型应用案例

以设计一个单电源数字采集（DAQ）电路为例，目标是在1.25 MSPS的吞吐量下，实现输入频率为2 kHz至100 kHz时，SNR大于61 dB，THD小于 -84 dB。

• 输入驱动：选择OPA365作为运算放大器，因其具有50 MHz的高带宽和4.5 nV/√Hz的低噪声，能够在ADC的采集时间内稳定输入信号，并将系统总噪声控制在ADC输入参考噪声的20%以下。
• 参考驱动：使用超低噪声、快速瞬态响应的低压差电压调节器TPS73201为ADS7887的电源引脚供电，也可以选择类似REF3030的低阻抗电压参考源。

文档与支持

TI为ADS7887和ADS7888提供了丰富的文档支持，包括相关技术文档、工具和软件，以及社区资源。工程师可以通过ti.com获取最新的产品信息和文档更新通知，还可以在TI E2E™在线社区与其他工程师交流经验、解决问题。

总结

ADS7887和ADS7888以其高分辨率、低功耗、高精度等优异特性，成为众多应用场景下的理想ADC选择。在设计过程中，合理的引脚驱动、电源配置和布局设计是确保其性能发挥的关键。希望本文能够帮助电子工程师更好地理解和应用这两款产品，为您的设计带来更多的可能性。

你在使用这两款ADC的过程中遇到过哪些问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。