AD9287：一款高性能四通道8位100 MSPS串行LVDS 1.8 V ADC

在电子设计领域，模数转换器（ADC）扮演着至关重要的角色，它是连接模拟世界和数字世界的桥梁。今天，我们来深入了解一款由ADI公司推出的高性能ADC——AD9287。

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产品概述

AD9287是一款四通道、8位、100 MSPS的模数转换器，它集成了片上采样保持电路，专为低成本、低功耗、小尺寸和易用性而设计。该产品采用48引脚LFCSP封装，符合RoHS标准，工作温度范围为 -40°C至 +85°C，非常适合对尺寸要求苛刻的应用场景。

产品特性亮点

小尺寸封装

AD9287将四个ADC集成在一个小巧的封装中，节省了电路板空间。这对于那些对空间要求较高的设计来说，无疑是一个巨大的优势。

低功耗

在100 MSPS的采样率下，每个通道的功耗仅为133 mW。它只需一个1.8 V的电源和与LVPECL/CMOS/LVDS兼容的采样时钟即可实现全性能运行，许多应用甚至无需外部参考或驱动组件。

易用性强

提供了一个数据时钟输出（DCO），其工作频率最高可达400 MHz，并支持双倍数据速率（DDR）操作，方便用户进行数据采集。

用户灵活性高

通过SPI控制，AD9287提供了广泛的灵活特性，能够满足特定系统的需求。例如，可编程的时钟和数据对齐、可编程的数字测试模式生成等。

引脚兼容家族

与AD9219（10位）、AD9228（12位）和AD9259（14位）引脚兼容，方便用户在不同分辨率需求之间进行切换。

技术参数分析

直流参数

在分辨率方面，AD9287为8位，保证无漏码。其偏移误差、增益误差、差分非线性（DNL）和积分非线性（INL）等参数表现出色，确保了高精度的转换。例如，典型的DNL和INL值均为 ±0.2 LSB。

交流参数

信号噪声比（SNR）最高可达49 dB（至奈奎斯特频率），有效位数（ENOB）可达7.85位，无杂散动态范围（SFDR）可达65 dBc（至奈奎斯特频率），这些参数表明AD9287在动态性能方面表现优异。

数字参数

输出符合ANSI - 644 LVDS标准，可通过SDIO/ODM引脚或SPI切换到低功耗、低信号选项（类似于IEEE 1596.3标准），进一步降低功耗。

开关参数

最大时钟速率为100 MSPS，最小时钟速率为10 MSPS，具有良好的时钟兼容性。输出参数如传播延迟、上升时间和下降时间等都有明确的规定，确保了数据传输的准确性。

应用考虑

模拟输入

AD9287的模拟输入是一个差分开关电容电路，能够处理差分输入信号，并支持较宽的共模范围。为了获得最佳性能，建议使用输入共模电压为电源电压的一半，并匹配驱动源的阻抗。

时钟输入

为了实现最佳性能，建议使用差分信号对AD9287的采样时钟输入（CLK+和CLK -）进行时钟驱动。可以通过变压器或电容进行交流耦合，也可以使用差分PECL或LVDS信号。同时，AD9287内置了占空比稳定器（DCS），可以在较宽的时钟占空比范围内保持性能稳定。

电源和接地

建议使用两个独立的1.8 V电源，分别为模拟（AVDD）和数字（DRVDD）供电。如果只有一个电源，应先将其连接到AVDD，然后通过铁氧体磁珠或滤波器进行隔离后再连接到DRVDD。同时，要使用适当的去耦电容，并确保PCB上的模拟、数字和时钟部分进行合理分区。

数字输出

AD9287的差分输出默认符合ANSI - 644 LVDS标准，可通过SPI进行配置。输出数据格式默认为偏移二进制，也可通过SPI更改为二进制补码。此外，还提供了多种数字测试模式，方便用户进行测试和验证。

评估板使用

AD9287评估板提供了所有必要的支持电路，可让ADC在各种模式和配置下运行。用户可以通过改变跳线连接来选择不同的输入配置，如差分变压器耦合或AD8332驱动。同时，评估板还提供了详细的电源、输入信号和输出信号连接说明，方便用户进行测试和评估。

总结

AD9287是一款性能优异、功能丰富的模数转换器，适用于医疗成像、便携式超声、数字波束形成系统、正交无线电接收器等多种应用场景。其小尺寸、低功耗、易用性和灵活性等特点，使其成为电子工程师在设计高性能系统时的理想选择。在实际应用中，工程师们需要根据具体的需求和系统要求，合理选择输入配置、时钟源和电源方案，以充分发挥AD9287的性能优势。你在使用类似ADC时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。