ADC08351：低功耗、高性能的8位A/D转换器

 

在电子设计领域，模拟 - 数字转换器（ADC）是连接模拟世界和数字世界的桥梁。今天，我们要深入探讨一款优秀的ADC产品——德州仪器（TI）的ADC08351，它具有低功耗、低成本、小尺寸等特点，适用于多种视频和成像应用。

文件下载：adc08351.pdf

一、ADC08351概述

ADC08351是一款易于使用的8位、42 MSPS的A/D转换器，功耗仅40 mW。它采用独特架构，在4.4 MHz输入和42 MHz时钟频率下能达到7.2有效位，在21 MHz输入和42 MHz时钟频率下达到6.8有效位，输出格式为直二进制编码。

特点

• 低输入电容与内部采样保持功能：能有效处理输入信号，减少信号失真。
• 单+3V供电与掉电功能：降低功耗，适用于便携式设备。
• 三态输出：方便与其他设备连接和控制。

关键规格

• 分辨率：8位
• 最大采样频率：42 MSPS（最小值）
• 无漏码保证：确保转换的准确性。
• 功耗：典型值40 mW，最大值48 mW（不包括参考电流）

二、引脚描述与等效电路

ADC08351的引脚功能明确，不同引脚承担着不同的任务，如模拟信号输入、时钟输入、电源控制等。以下是一些关键引脚的功能：	Pin No.	Symbol	Description
17 (17)	VIN	模拟信号输入，转换范围为0.5 Vp.p至0.68 VA。
14 (14)	VREF	正参考电压输入，需用10 uF钽或铝电解电容和0.1 uF陶瓷片电容旁路。
12 (11)	CLK	CMOS/TTL兼容数字时钟输入，VIN在CLK输入下降沿采样。
15 (15)	PD	高电平时使ADC08351进入掉电模式，低电平时为正常工作模式。

三、电气特性

直流精度

• 积分非线性误差（INL）：典型值+0.7，最大值±1.4 LSB。
• 差分非线性（DNL）：典型值+0.6，最大值+1.3 LSB，最小值 -1.0 LSB。
• 零刻度偏移误差（Ez）：典型值 -17 mV。
• 满刻度偏移误差（EFs）：典型值 -7 mV。

视频精度

• 差分相位误差（DP）：在fck = 20 MHz、视频斜坡输入时为1.0度。
• 差分增益误差（DG）：在fck = 20 MHz、视频斜坡输入时为1.5%。

模拟输入和参考特性

• 输入电容（CIN）：CLK低时为4 pF，CLK高时为11 pF。
• 输入电阻（RIN）：7.2 kΩ。
• 全功率带宽（FPBW）：120 MHz。

电源特性

• 模拟电源电流（IA）：PD低时为10.5 mA，PD高时为1 mA。
• 数字电源电流（lD）：PD低且无数字输出负载时为2.9 mA，PD高时为0.5 mA。

四、应用信息

ADC参考与模拟输入

• 输入电容：输入电容随时钟电平变化，需选择能驱动动态电容的放大器，如CLC409、CLC440等。
• 输入信号范围：最大峰 - 峰输入电平约为VREF的68%，不建议输入电平低于1 Vp.p，参考电压最高可达电源电压。
• 输入偏置：模拟输入通过18 kΩ上拉电阻和12 kΩ下拉电阻自偏置，支持交流或直流耦合，直流耦合性能更佳。

电源供应考虑

• 电源旁路：每个电源引脚需用10 uF钽或铝电解电容和0.1 uF陶瓷片电容旁路。
• 电源隔离：模拟和数字电源应分开旁路，用铁氧体磁珠隔离，以防止数字噪声耦合到模拟电源。

布局与接地

• 接地平面：需分开模拟和数字接地平面，并在ADC下方连接，避免数字噪声影响模拟电路。
• 信号布线：模拟和数字线路应尽量垂直交叉，避免时钟线与其他线路耦合，信号路径应尽量直线。

动态性能

• 时钟源：驱动CLK输入的时钟源应无抖动，可使用缓冲器隔离时钟与数字电路。
• 逻辑噪声：选择低噪声逻辑系列，如74HC(T)和74AC(T)Q，控制接地噪声可通过窄铜迹连接模拟和数字接地平面。

五、典型应用电路

低阻抗源接口

对于靠近转换器的低阻抗源，可采用简单接口电路，注意隔离ADC时钟信号。

远程信号源缓冲

当信号源远离转换器时，需使用缓冲电路，如放大器提供增益补偿传输损耗，同时可进行增益和偏移调整。

六、常见应用陷阱与解决方法

输入超出电源轨

所有输入不应超过电源轨300 mV，可在数字输入串联50Ω - 100Ω电阻消除问题。

驱动高电容数据总线

输出驱动需为高电容数据总线充电，会影响动态性能，可缓冲数字数据输出或添加串联电阻。

模拟输入驱动不足

选择合适的放大器驱动模拟输入，避免使用增益不足的运算放大器。

时钟信号问题

时钟源抖动、时钟信号迹线过长或耦合会影响采样间隔，应使用稳定的时钟源并隔离时钟信号。

时序关系问题

注意时序关系，特别是输出延迟，避免在数据转换时读取数据。

七、评估与包装信息

准确评估ADC

使用带通滤波器确保输入信号频谱纯净，采用相干采样提高动态性能评估的重复性。

包装选项

ADC08351提供TSSOP和WQFN两种封装，满足不同应用需求。

ADC08351以其出色的性能和丰富的特性，为电子工程师在视频和成像等领域的设计提供了可靠的选择。在实际应用中，我们需要充分考虑其各项特性和注意事项，才能发挥出它的最佳性能。大家在使用ADC08351的过程中遇到过哪些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享。