功耗仅为15.5mW的16位1MSPS模数转换器

文章摘要： 图 3 在 PD 模式下，电流消耗与采样速率的关系 就节能而言，我们建议关闭 ADC 的外部时钟。否则，电流消耗可能会保持在 1mA 以上。ADS8329/30 不同于一些有竞争力的产品，因为其可以被用于较宽的电源电压范围。在 2.7V 到 5V 的范围内可以选择模拟电源电压，而数字接口则可以始终在低至 1.65V 的电压下工作。 ADS8329/30 的设计不仅是为了实现低功耗，还为了实现高性能。一个内部动态误差允许对较小调整进行校正，以及转换期间的散热效果，同时在转换结束时对其进行校正。该功能以及封装内的微调功能使差分线性度保持在

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                      图 3 在 PD 模式下，电流消耗与采样速率的关系

    就节能而言，我们建议关闭 ADC 的外部时钟。否则，电流消耗可能会保持在 1mA 以上。ADS8329/30 不同于一些有竞争力的产品，因为其可以被用于较宽的电源电压范围。在 2.7V 到 5V 的范围内可以选择模拟电源电压，而数字接口则可以始终在低至 1.65V 的电压下工作。

      ADS8329/30 的设计不仅是为了实现低功耗，还为了实现高性能。一个内部动态误差允许对较小调整进行校正，以及转换期间的散热效果，同时在转换结束时对其进行校正。该功能以及封装内的微调功能使差分线性度保持在 ±0.5LSB 的范围内。紧密的差分线性度还有助于达到一个较好的积分线性。图 4和图 5 显示了这种典型的线性度。

                  图 4 LSB 中差分非线性与 1MSPS 输出代码的关系

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图 5 LSB 中积分非线性与 1MSPS 输出代码的关系

当功耗受到限制时，噪声优化就变得困难了。在 ADS8329/30 上，通过将参考缓冲器移出 ADC，可以实现低噪声。这就要求一个外部电容器能够对由 ADC 电容器阵列引起的参考突波进行补偿。如果这种电容器高至 216+1，那么在一个转换期间该电容器的压降会保持在 LSB 的一半以下。对于 ADS8329 而言，推荐使用 22uF 陶瓷电容器，以其 0805 尺寸和 X5R 质量，现在开始供货。参考电压应该具有一个良好的负载抑制，以便转换器输入的平均电流不会引起参考输入压降（该压降超过了 LSB 的一半）

图 6 DC 输入电压下 4096 代码的代码分布

除该参考电压以外，内部电容器也是一个主要的噪声源。动态误差校正允许较小的内部调整误差。这样，就可以减少比较器带宽。这两个因素均限制了噪声，因此就实现了一个 DC 输入电压的紧密噪声分布（如图 6 所示）。共计 4096 个采样中的 4087 个采样仅分布在 2 个代码上面。

市场上有少数产品表现出更为紧密的噪声分布，但是这些产品拥有全对称、全差动输入信号，其要求具有一个复杂的输入结构。ADS8329/30 提供了简单的单端输入范围，因此能够使用成本更低的 CMOS 放大器，例如：OPA365。

良好的线性和噪声性能还体现在 ADS8329/30 的 AC 性能上（能实现高达 93dB 的 SNR）。这种差分非线性将影响 SNR，同时积分非线性会引起谐波。图 7 显示了一个 10kHz 输入频率和 4096 采样的 FFT，同时还证实具有低谐波失真。更高频率时，总谐波失真 (THD) 取决于非线性输入开关和内部电容器。

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