工程师可设计出具有超高动态范围和超低延迟、同时降低65%功耗的高速数字控制环路

 
2021年6月9日

德州仪器 (TI)今日扩充了其高速数据转换器产品系列,推出了一系列全新的逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC),它们可在工业设计中实现高精度数据采集。ADC3660系列在超低功耗下可实现出色的动态范围,包括八款分辨率为14、16和18位、采样速度为10-125MSPS 的SAR ADC,可帮助设计人员提高信号分辨率、延长电池寿命并增强系统保护功能。

 

提高高速数据采集精度满足了工业系统对实时控制日益增长的需求。在高速数字控制环路中,ADC在复杂系统中监控电压或电流的快速变化并对其作出响应,有助于防止电源管理系统中的关键元件受损而浪费成本。随着工业系统中数据密集型任务数量的增加,系统需要通过快速决策来防止出现系统故障,这增加了对更快速度和更高精度的需求。

在数字控制环路中通过更快的响应时间保护工业系统

ADC3660 系列在类似速度下的延迟比同类器件低80%。例如,系统设计人员使用 125MSPS、14 位、双通道ADC3664,可实现一个时钟(8ns) 的ADC延迟。该系列的超低延迟使各种工业系统中的高速数字控制环路能够更准确地监控电压和电流峰值并对其作出响应,从而提高在半导体制造等应用场景中的工具精度。

在超低功耗下实现业界先进的噪声性能

直到现在,设计工业系统的工程师还不得不在出色的噪声性能和低功耗之间做出选择。对于设计需要精确数据采集的电池供电器件的工程师来说,这是一个特别困难的决定。ADC3660 系列则无需进行这种权衡。例如,ADC3683(业界超快的 18 位、65MSPS ADC)可提高便携式国防无线电等窄带频率应用的噪声性能,它可提供 84.2dB 的信噪比 (SNR) 和 -160dBFS/Hz 的噪声频谱密度,同时保持每通道 94mW 的低功耗。10MSPS、14 位 ADC3541 的总功耗为 36mW,可简化热管理并延长 GPS 接收器或手持电子设备等功率敏感型应用的电池寿命。65MSPS、16位ADC3660可提供 82dBFS SNR,从而提高声纳应用中的图像分辨率,而且功耗比同类器件低65%(每通道 71mW)。观看视频"提高工业应用中的信号检测能力",详细了解该系列的噪声性能如何提高精度和图像分辨率。

利用集成特性和高采样频率降低设计复杂性

ADC3660 系列的高采样速度和集成特性可帮助设计人员减少其系统中的元件数量。例如,ADC3683 在两倍的通道密度下,实现比同类 18 位器件快四倍的采样率;它还支持一种将所需信号的谐波推往更高频率的过采样技术,这使设计人员能够降低抗混叠滤波器的复杂性并减少 75% 的系统元件数量。

可降低设计复杂性的其他系列特性包括片上抽取选项,设计人员可通过该选项轻松去除系统中不需要的噪声和谐波,并将 SNR 和无杂散动态范围提高至15dB。这些抽取选项以及互补金属氧化物半导体 (CMOS) 接口支持设计人员搭配使用这些 ADC 与基于Arm® 的处理器或数字信号处理器,而不必使用现场可编程门阵列 (FPGA),这有助于降低系统成本。

此外,带有复杂数控振荡器的集成数字降压转换器可减少所需的处理器资源。如需了解更多信息,请阅读技术文章《如何通过具有内部数字滤波器的高速 ADC 简化 AFE 滤波》。

封装、供货情况

ADC3563、ADC3583、ADC3643、ADC3660、ADC3663、ADC3664 和 ADC3683 采用 5mm x 5mm 超薄 Quad Flat No-lead (WQFN)封装,TI 现已发售。ADC3541 的预量产版本现仅通过 TI.com 供货,预计将于 2022 年第一季度实现量产。TI 可提供相关器件的评估模块。TI.com 支持灵活支付,以人民币结算,提供快速、可靠的发货方式。

产品

采样率

分辨率

通道数量

封裝

评估模块

ADC3541

10 MSPS

14 位

1

WQFN

(5mm x 5mm)

预计 2021 年第四季度发售

ADC3563

65 MSPS

16 位

1

ADC3663EVM

ADC3663

65 MSPS

16 位

2

ADC3583

65 MSPS

18 位

1

ADC3683EVM

ADC3683

65 MSPS

18 位

2

ADC3643

65 MSPS

14 位

2

ADC3643EVM

ADC3660

65 MSPS

16 位

2

ADC3660EVM

ADC3664

125MSPS

14 位

2

ADC3664EVM

 

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