解析ADS1625与ADS1626：高性能18位ADC的卓越之选

 

在电子工程师的日常工作中，模拟 - 数字转换器（ADC）是至关重要的组件，它能将模拟信号转换为数字信号，广泛应用于各类电子设备中。今天，我们就来深入探讨德州仪器（TI）推出的两款高性能18位ADC——ADS1625和ADS1626。

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一、产品概述

ADS1625和ADS1626属于高速、高精度的delta - sigma ADC，分辨率高达18位，数据速率可达1.25MSPS，带宽（ - 3dB）为615kHz，通带波纹小于±0.0025dB（至550kHz）。它们具备出色的性能，信噪比高达93dB，总谐波失真低至 - 101dB，无杂散动态范围高达103dB。其中，ADS1626还配备了可调节的先入先出（FIFO）缓冲器，用于输出数据。

二、关键特性

（一）电气特性

这两款ADC的电气特性十分出色。在输入信号方面，不同dBFS对应的差分输入电压范围明确，如0dBFS时为±1.467VREF， - 2dBFS时为±1.165VREF等。动态性能上，在不同输入频率和dBFS条件下，信噪比、总谐波失真、信噪失真比（SINAD）和无杂散动态范围（SFDR）等指标表现优异。例如，在fIN = 10kHz、 - 2dBFS时，信噪比可达93dB，总谐波失真为 - 101dB。

（二）电源要求

ADS1625/6采用三种电源供电：模拟电源（AVDD）为 + 5V，数字电源（DVDD）为 + 3V，数字I/O电源（IOVDD）范围为 + 2.7V至 + 5.25V。每个电源都需要进行适当的去耦处理，建议在每个电源引脚附近放置1µF和0.1µF的陶瓷电容，以确保最佳性能。

（三）时钟输入

ADC需要外部时钟信号输入到CLK引脚，该时钟信号控制调制器的采样。为保证最佳性能，建议使用晶体时钟振荡器作为CLK源，同时要避免CLK输入出现过多振铃。不同输入信号频率和幅度对时钟源抖动有不同的最大允许值，例如在500kHz、 - 2dB时，最大允许时钟源抖动（RMS）为7ps。

三、引脚功能与应用

（一）引脚分配

ADS1625/6的引脚具有明确的功能。模拟输入引脚AINP和AINN用于测量差分信号，参考输入引脚VREFN、VREFP和VMID用于设置参考电压，CLK引脚用于输入时钟信号，DOUT[17:0]用于输出18位数据等。

（二）输入电路与驱动

ADS1625/6采用开关电容电路来测量输入电压，外部驱动电路需要能够处理内部开关电容带来的负载。为实现最佳性能，模拟输入必须采用差分驱动方式，输入信号的推荐共模电压为2.0V。同时，要注意输入信号的绝对电压范围，避免超出规定范围导致性能下降。

（三）参考输入

ADC可以使用内部或外部参考电压。使用外部参考时，将REFEN引脚置高，可节省约25mA的模拟电源电流。使用内部参考时，将REFEN引脚置低，此时要确保参考引脚进行良好的去耦处理。

四、数据处理与控制

（一）数据格式

输出的18位数据采用二进制补码格式，正常工作时输出代码范围在200A8h至1FF57h之间。当输入信号超出范围时，输出代码会进行限幅处理。

（二）数据检索

数据检索通过简单的并行接口进行控制。DRDY输出的下降沿表示有新数据可用，要激活输出总线，CS和RD必须同时置低。在ADS1626启用FIFO时，只有CS可以置低，RD需要进行切换以操作FIFO。

（三）复位操作

ADS1625和禁用FIFO的ADS1626在RESET引脚置低时进行异步复位，复位后需要等待46个DRDY周期，让数字滤波器稳定后再进行数据检索。启用FIFO的ADS1626需要不同的复位序列，复位后根据FIFO级别不同，稳定时间也有所不同。

五、FIFO功能（仅ADS1626）

ADS1626的FIFO缓冲器为数据存储提供了灵活性。通过FIFO_LEV[2:0]引脚可以设置FIFO的级别，不同的设置对应不同的FIFO缓冲器级别和DRDY周期。在使用FIFO时，要注意一些操作要点，如确保IOVDD = 3V，同步数据检索与CLK，最小化DOUT[17:0]的负载等。

六、功耗控制与电源管理

（一）模拟功耗

通过在RBIAS引脚和模拟地之间连接外部电阻，可以设置模拟电流水平，从而控制模拟功耗。不同的CLK频率对应不同的推荐RBIAS电阻值，CLK频率越低，模拟电流和功耗越低。

（二）电源关闭

当不使用时，可以将PD引脚置低，使ADS1625/6进入掉电模式，此时所有电路将关闭，包括电压参考。退出掉电模式后，需要给参考电压留出启动时间，内部参考通常需要15ms，之后还需等待至少100个DRDY周期，让调制器和数字滤波器稳定后再进行数据检索。

七、PCB布局要点

由于ADS1625/6是高速、高分辨率的数据转换器，PCB布局对其性能影响很大。关键电容要尽量靠近引脚放置，包括与模拟和参考输入以及电源相连的电容。接地平面可以采用单公共平面或两个独立平面（模拟地和数字地），但要注意隔离电流流动，避免干扰。同时，要保持驱动电路的电阻值较低，避免数字输出驱动重负载，确保数字输入信号干净无振铃。

八、应用接口示例

ADS1625和ADS1626可以方便地与多种数字信号处理器（DSP）进行接口，如TMS320C6000和TMS320VC5510。通过简单的连接方式，DSP可以控制ADC的数据读取，实现高效的数据采集和处理。

ADS1625和ADS1626凭借其高性能、灵活的功能和良好的可操作性，在科学仪器、自动化测试设备、数据采集、医学成像等领域具有广泛的应用前景。作为电子工程师，我们在设计过程中要充分考虑其各项特性和要求，以实现最佳的系统性能。大家在使用这两款ADC的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。