THS1206-EP：12位6 MSPS同时采样模数转换器的深度解析

 

在电子设计领域，模数转换器（ADC）作为模拟信号与数字信号之间的桥梁，其性能直接影响着整个系统的精度和稳定性。今天，我们就来深入探讨一款高性能的ADC——THS1206-EP。

文件下载：ths1206-ep.pdf

一、产品概述

THS1206-EP是一款CMOS工艺的低功耗、12位、6 MSPS模数转换器，具备同时采样功能。它的速度、分辨率、带宽以及单电源操作特性，使其在雷达、成像、高速采集和通信等众多领域都有广泛的应用前景。这款ADC采用多级流水线架构，并配备输出误差校正逻辑，能确保在整个工作温度范围内无漏码现象。

二、产品特性亮点

（一）高精度参考电压

内部电压参考具有50 PPM/°C的温度系数和5%的精度，能为ADC提供稳定的参考电压。同时，也支持外部参考电压输入，可根据具体应用的直流精度和温度漂移要求进行灵活选择。

（二）灵活的接口设计

提供无胶DSP接口和平行uC/DSP接口，还集成了FIFO，方便与各种处理器进行连接。并且，支持3 - V或5 - V数字接口，增强了与不同系统的兼容性。

（三）宽温度范围与可靠性保障

具备 - 55°C至125°C的扩展温度性能，经过严格的组件资格认证，包括高度加速应力测试（HAST）、温度循环、高压灭菌等多项测试，确保在恶劣环境下仍能可靠运行。

（四）高速采样与低功耗

最高采样速率可达6 MSPS，能满足高速信号采集的需求。同时，功耗较低，在AVDD = 5V、DVDD = BVDD = 3.3V的条件下，最大功耗仅为216 mW。

三、技术细节剖析

（一）模拟输入与参考电压

THS1206-EP拥有四个模拟输入通道，可配置为单端或差分输入。在差分模式下，能有效抑制共模电压和直流偏移，提高信号采集的精度。内部参考电压VREFP为3.5V，VREFM为1.5V，也可选择外部参考电压。

（二）转换模式

1. 单转换模式：通过外部信号（CONVST）触发单次转换，内部振荡器控制转换时间。适用于需要间歇性采样的场合。
2. 连续转换模式：外部时钟信号（CONV_CLK）控制转换，每个时钟信号的下降沿启动一次新的转换。适合连续信号采集的应用。

（三）采样速率

不同的模拟输入通道配置会影响最大转换速率。在连续转换模式下，每个通道的最大转换速率与所选通道数量成反比，计算公式为$fc=\frac{6 MSPS }{# channels }$。具体速率可参考文档中的表格。

（四）数字输出格式

数字输出数据格式支持二进制和二进制补码两种格式，方便用户根据具体需求进行选择。

（五）FIFO功能

集成了16字深度的FIFO，作为灵活的循环缓冲区，可存储转换后的数据，减少处理器的中断次数。用户可通过控制寄存器设置FIFO的触发级别，当达到触发条件时，DATA_AV信号会通知处理器读取数据。

（六）控制寄存器

包含两个10位宽的控制寄存器（CR0和CR1），用于对ADC进行各种配置，如转换模式选择、通道选择、电源管理等。通过对这些寄存器的编程，能实现对ADC的精确控制。

四、应用电路示例

（一）与TMS320C30/31/33 DSP的接口

文档中给出了THS1206-EP与TMS320C30/31/33 DSP的接口电路，使用R/W、CS0控制的读写时序，为工程师在实际应用中提供了参考。

（二）与TMS320C54x的接口

同样展示了与TMS320C54x的接口电路，读写时序与上述类似，方便与不同型号的DSP进行连接。

（三）与TMS320C6201 DSP的接口

给出了与TMS320C6201 DSP的接口电路，采用RD控制的读时序和WR控制的写时序，确保数据的准确传输。

五、典型特性曲线

文档中提供了大量的典型特性曲线，如总谐波失真（THD）、信噪比 + 失真（SINAD）、无杂散动态范围（SFDR）等与输入频率的关系曲线，以及有效位数（ENOB）与采样频率的关系曲线。这些曲线能帮助工程师更好地了解ADC在不同条件下的性能表现，为电路设计提供参考。

六、总结与思考

THS1206-EP作为一款高性能的模数转换器，凭借其高精度、高速度、低功耗以及灵活的配置特性，在众多领域都有出色的表现。在实际应用中，工程师需要根据具体的需求，合理选择模拟输入配置、转换模式和参考电压，充分发挥其性能优势。同时，通过对控制寄存器的编程和FIFO的使用，能优化数据采集和处理流程，提高系统的效率。

大家在使用THS1206-EP的过程中，是否遇到过一些独特的问题或有一些创新的应用思路呢？欢迎在评论区分享交流，让我们一起探索这款ADC的更多可能性。