10位65MSPS模数转换芯片ADC10065的原理和应用

摘要：ADC10065是NS（NationalSemiconductor）公司推出的一款高速低功耗A／D转换器，它的转换速率可达65MSPS，标称功耗仅为68.4mW，且保证不失码。文中介绍了该芯片的主要参数、工作原理和引脚功能，给出了ADC10065的简单应用电路。
　　关键词：ADC10065；ADC；差分输入；图像采集
　　
　　１ＡＤＣ１００６５的主要特点
　　
　　ＡＤＣ１００６５是美国国家半导体公司推出的一款低功耗、单电源供电的ＣＭＯＳ模数转换器。该芯片在３Ｖ单电源供电时，能以６５ＭＳＰＳ的采样速率将模拟信号转为精确的１０位数字信号，而功耗仅为６８．４ｍＷ，其备用模式时的功耗仅为１４．１ｍＷ。ＡＤＣ１００６５片内采用具有数据纠错功能的差分总线结构。因而可在最小的功耗条件下提供极优秀的动态性能。该器件可广泛应用于超声波和图像采集、蜂窝基站／通信接收机、声纳／雷达、ｘＤＳＬ、无线局域网、数据采集系统以及ＤＳＰ前端。
　　
　　ＡＤＣ１００６５的主要特性如下：
　　
　　●３Ｖ单电源供电；
　　
　　●满标度输入摆幅可在２．０Ｖｐ－ｐ,１．５Ｖｐ－ｐ,０或１．０Ｖｐ－ｐ四种输入信号中选择；
　　
　　●具有４００ＭＨｚ－３ｄＢ的输入频宽；
　　
　　●具有静态工作模式；
　　
　　●带有片内基准源和采样保持放大电路；
　　
　　●具有二进制补码数据格式输出；
　　
　　●可调整的输出驱动适合２．５Ｖ和３．３Ｖ系列的逻辑器件接口。
　　
　　下面是ＡＤＣ１００６５的主要参数：
　　
　　●分辨率：１０Ｂｉｔｓ；
　　
　　●转换速率：６５ＭＳＰＳ；
　　
　　●ＦＰＢＷ（全功率带宽）：４００ＭＨｚ?
　　
　　●ＤＮＬ（差分非线性）：±０．３ＬＳＢ；
　　
　　●ＳＮＲ(信噪比ｆＩＮ＝３２ＭＨｚ)：５９．３ｄＢ；
　　
　　●ＳＦＤＲ(无差错动态范围ｆＩＮ＝３２ＭＨｚ时)：－８０ｄＢ；
　　
　　●数据延迟：６个时钟周期；
　　
　　●参考电压：＋３．０Ｖ；
　　
　　●６５ＭＨｚ时的功耗为：６８．４ｍＷ。
　　
　　图2
　　
　　２引脚功能
　　
　　图１为ＡＤＣ１００６５的引脚排列，该器件采用２８脚ＴＳＳＯＰ封装，各引脚的基本功能如下（括号中为引脚号）：
　　
　　ＶＩＮ－，ＶＩＮ＋（１２，１３）：模拟信号输入端。在１．２Ｖ参考电压下，满标度输入摆幅为１．０Ｖｐ－ｐ。单端操作时，ＶＩＮ＋可与ＶＣＯＭ连接。
　　
　　ＶＲＥＦ（６）：参考电压（１．５Ｖ）引脚,使用时应通过一个１μＦ的旁路电容连接到ＶＳＳＡ。
　　
　　ＶＲＥＦＴ，ＶＣＯＭ，ＶＲＥＦＢ（７，４，８）：ＶＲＥＦＴ和ＶＲＥＦＢ仅为高阻抗参考旁路管脚，而ＶＣＯＭ则可用作设置输入公用电压ＶＣＭ，这三个引脚都应当连接０．１μＦ的旁路电容。
　　
　　ＣＬＫ（１）：数字时钟输入端。输入频率范围为１０ＭＨｚ～６５ＭＨｚ，输入在时钟的上升沿有效。
　　
　　ＤＦ（１５）：该引脚为高电平时，输出为二进制补码，该脚低电平时，输出为偏移二进制码。
　　
　　ＳＴＢＹ（２８）：静态备用模式管脚。高电平时，该器件转到备用模式。
　　
　　ＩＲＳ（５）：输入范围选择管脚。该脚接ＶＤＤＡ时，满标度输入摆幅为２ＶＰ－Ｐ，接ＶＳＳＡ时为１．５ＶＰ－Ｐ，悬空时为１ＶＰ－Ｐ。
　　
　　Ｄ０～Ｄ９（１６～２０，２３～２７）：数据输出端。Ｄ０是二进制输出数据的最低有效位，Ｄ９是最高有效位。
　　
　　ＶＤＤＡ（２，９，１０）：模拟电源正极。需与一个３Ｖ的直流电源相连并连接一０．１μＦ的旁路电容到模拟地。电容应紧靠这些引脚，距离不超过１ｃｍ处。同时还应并联一４．７μＦ的电容到模拟地。
　　
　　ＶＳＳＡ（３，１１，１４）：模拟地。
　　
　　Ｖ
　　
　　
　　
　　ＤＤＩＯ（２２）：数字电源正端。该脚也应用一个０．１μＦ的电容旁路到数字地同时用一个４．７μＦ的电容并联到数字地。该管脚上的电压不能超过ＶＤＤＡ电压３００ｍＶ以上。
　　
　　ＶＳＳＩＯ（２１）：数字地。使用时应与数字地相连并远离模拟地。
　　
　　３工作原理
　　
　　图２为ＡＤＣ１００６５的内部结构框图。
　　
　　该器件由采样保持、九级差分电路、时

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