AD9823相关设计解读：一款适用于数字相机的相关双采样器

在数字相机等成像设备的设计中，相关双采样器（CDS）起着至关重要的作用。今天我们就来深入了解一下Analog Devices公司推出的AD9823相关双采样器。

文件下载：AD9823KRUZ.pdf

一、AD9823的特性与应用

特性

AD9823是一款40 MHz的相关双采样器，它具有以下显著特性：

• 固定增益：拥有3.5 dB的固定CDS增益，能为信号处理提供稳定的增益效果。
• 低噪声：配备低噪声光学黑电平钳位电路，有助于减少噪声对图像信号的干扰。
• 单电源供电：采用3 V单电源供电，降低了电源设计的复杂度，同时典型功耗仅为50 mW。
• 封装形式：采用14 - 引脚的TSSOP封装，体积小巧，适合多种应用场景。

应用

AD9823的应用范围广泛，主要包括数字静态相机、数字视频摄像机、闭路电视（CCTV）摄像机、个人计算机（PC）相机以及便携式CCD成像设备等。

二、功能与工作原理

功能模块

从功能框图来看，AD9823包含3.5 dB固定增益放大器、输出缓冲器、CDS电路、内部参考电压源和内部定时控制等部分。输出缓冲器能够为PCB走线提供驱动能力，并可直接连接到如AD9821这样的图像信号处理器。

工作模式

AD9823的“伪差分”输出在与差分输入的AD9821接口时，能提供良好的信号完整性。它非常适合将CDS和VGA/ADC电路放置在不同PCB板上的应用场景。

三、详细规格参数

一般规格

• 温度范围：工作温度范围为 -25°C至 +85°C，存储温度范围为 -65°C至 +150°C。
• 电源电压：电源电压范围为2.7 V至3.6 V，典型值为3.0 V。
• 功耗：在采样频率 (f{SAMP}) = 40 MHz，电源电压 (V{DD}) = 3.0 V时，功耗为50 mW。
• 时钟速率：最大时钟速率为40 MHz，最小时钟速率为5 MHz。

模拟规格

• 模拟输入：饱和前最大输入范围为850 mV p - p，允许的CCD复位瞬态为500 mV，最大CCD黑像素幅度为100 mV。
• 增益：增益范围为2.5 dB至4.5 dB，典型值为3.5 dB。
• 非线性度：在500 mV输入时，最大非线性度为1.0%。
• 输入参考噪声：输入参考噪声为100 µV rms（输出噪声除以3.5 dB增益）。
• 钳位时间常数：使用0.1 µF的BYP2电容时，钳位时间常数为190 µs，且与电容值成正比。
• 模拟输出：典型数据输出信号范围为0.5 V至1.5 V，0.5 V对应黑电平，REFOUT电压电平固定为0.5 V，作为信号输出的直流参考。

数字规格

逻辑输入（SHP、SHD、CLP）的高电平输入电压 (V{IH}) 为2.1 V，低电平输入电压 (V{IL}) 为0.6 V，高电平输入电流 (I{IH}) 和低电平输入电流 (I{IL}) 均为10 µA，输入电容 (C_{IN}) 为10 pF。

时序规格

• 采样时钟：SHP和SHD时钟周期 (t{CP}) 为25 ns，SHP脉冲宽度 (t{SHP}) 为5至6.25 ns，SHD脉冲宽度 (t_{SHD}) 为5至6.25 ns。
• 脉冲间隔：CLP脉冲宽度 (t{COB}) 为4至10像素，SHP上升沿到SHD上升沿的时间 (t{S1}) 为12.0至12.5 ns，SHD上升沿到SHP上升沿的时间 (t_{S2}) 为12.0至12.5 ns。
• 内部时钟延迟：内部时钟延迟 (t{ID}) 为3.0 ns，推荐的数据时钟时序 (t{REC}) 为4.5 ns。

绝对最大额定值

各引脚相对于地的电压范围为 -0.3 V至 (V_{DD}) + 0.3 V，结温最大为150°C，引脚温度（10秒）最大为350°C。

热特性

14 - 引脚TSSOP封装的热阻 (theta_{JA}) = 89.2°C / W。

四、引脚配置与功能说明

AD9823共有14个引脚，各引脚功能如下：	引脚编号	名称	类型	描述
1	CLP	DI	钳位时钟输入（低电平有效，内部不锁存）
2	NC	NC	无连接，不应连接到GND或VDD
3	VDD	P	模拟电源
4	REFOUT	AO	参考电平输出
5	DATAOUT	AO	数据信号输出
6	GND	P	模拟地
7	BYP1	AO	内部偏置电平去耦
8	BYP2	AO	内部偏置电平去耦
9	BYP3	AO	内部偏置电平去耦
10	NC	NC	无连接，不应连接到GND或VDD
11	CCDIN	AI	CCD输入
12	GND	P	模拟地
13	SHD	DI	CDS采样时钟输入（用于CCD数据电平）
14	SHP	DI	CDS采样时钟输入（用于CCD参考电平）

五、ESD注意事项

AD9823是静电放电（ESD）敏感设备，人体和测试设备上容易积累高达4000 V的静电电荷，且放电可能在无察觉的情况下发生。尽管该产品具有专有的ESD保护电路，但高能量静电放电仍可能对设备造成永久性损坏。因此，建议采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

六、电路配置与订购信息

电路配置

文档中给出了AD9823的电路配置图，包括与AD9821 12 - 位图像信号处理器的连接方式，为工程师的设计提供了参考。

订购信息

AD9823有AD9823BRUZ1型号，温度范围为 -25°C至 +85°C，采用TSSOP封装（封装选项RU - 14），其中“1Z”表示无铅产品。

在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑AD9823的各项特性和规格参数，合理进行电路设计和布局。大家在使用AD9823进行设计时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。