ADAQ23875：16位、15 MSPS μModule数据采集解决方案

在电子设计领域，数据采集系统的设计一直是一个关键且具有挑战性的任务。今天，我们来深入了解一款名为ADAQ23875的产品，它是一款高精度、高速的μModule数据采集解决方案，能显著简化精密测量系统的开发过程。

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产品特性

集成与转换能力

ADAQ23875集成了全差分ADC驱动器，具备信号缩放功能，可实现单端到差分的转换。其输入共模电压范围宽，共模抑制比高，还采用了0.005%精密匹配电阻阵列，为FDA提供了出色的性能。

封装与功耗优势

它采用9 mm × 9 mm、0.8 mm间距、100球CSP_BGA封装，相比离散解决方案， footprint缩小了4倍。同时，具有低功耗、动态功率缩放和掉电模式，在15 MSPS时典型功耗仅为143 mW。

性能指标出色

• 吞吐量：可达15 MSPS，且无流水线延迟。
• INL：典型值为±0.6 LSB，最大值为±1 LSB。
• SINAD：在1 kHz时典型值为89 dB。
• THD：在1 kHz时为−115 dB，在400 kHz时为−106 dB。
• 增益误差：典型值为0.005%FS，增益误差漂移最大值为±1 ppm/°C。

其他特性

它还具备板载参考缓冲器和VCMO生成功能，采用串行LVDS接口，工作温度范围为−40°C至+85°C。

应用领域

ADAQ23875的应用范围十分广泛，涵盖了ATE、数据采集、硬件在环（HiL）、功率分析仪、无损检测（声发射）、质谱分析、行波故障定位、医学成像和仪器、超声波流量计等领域。

工作原理与电路信息

系统集成与技术应用

ADAQ23875运用系统级封装（SIP）技术，将多个常见的信号处理和调理模块集成在一个设备中，减少了终端系统的组件数量。这些模块包括低噪声全差分模数转换器（ADC）驱动器（FDA）、稳定的参考缓冲器和高速16位、15 MSPS逐次逼近寄存器（SAR）ADC。同时，采用了ADI的iPassives®技术，集成了关键的无源组件，具有出色的匹配和漂移特性，可最大限度减少温度相关的误差源。

转换过程与性能优势

ADC驱动器级的快速建立，以及全差分或单端到差分输入和SAR ADC的无延迟特性，为高通道数复用信号链架构和控制回路应用提供了独特的解决方案。其小尺寸封装在不牺牲性能的前提下，使仪器的外形更加小巧。单5 V电源供电即可实现设备的最佳性能。

技术参数

电气参数

在特定的测试条件下（如(VDD = 5 V ± 5 %)，(VS+ = 5 V ± 5 %)，(VS- = -1 V ± 5 %)等），ADAQ23875的各项电气参数表现出色。例如，分辨率为16位，模拟输入阻抗在不同配置下有所不同，吞吐量、转换时间等也有明确的指标。

时序参数

其数字接口的时序参数包括采样频率、转换时间、采集相位等，这些参数确保了数据采集和转换的准确进行。

绝对最大额定值

了解ADAQ23875的绝对最大额定值非常重要，包括模拟输入、电源电压、存储温度范围、结温等，超过这些额定值可能会对产品造成永久性损坏。

热阻与ESD防护

热性能与PCB设计和工作环境密切相关，热阻参数为PCB热设计提供了参考。同时，该产品具有一定的ESD防护能力，人体模型（HBM）的耐受阈值为3000 V，场感应带电设备模型（FICDM）为1500 V。

引脚配置与功能

ADAQ23875的引脚配置清晰，每个引脚都有明确的功能。例如，GND为电源接地，IN1+和IN1-为FDA的正负输入，VIO为2.5 V模拟和输出电源等。不同的引脚组合实现了设备的各种功能，如转换启动、电源控制、数据输出等。

典型性能特性

通过一系列的图表展示了ADAQ23875在不同条件下的性能表现，包括INL与代码的关系、DNL与代码的关系、ADC驱动器的频率响应、SNR和SINAD与吞吐量的关系等。这些图表为工程师在实际应用中评估产品性能提供了重要依据。

应用信息

典型应用电路

提供了差分输入和单端输入两种典型应用电路示例，展示了如何根据不同的输入信号和增益要求进行电路配置。

电压参考输入

ADAQ23875具有内部低噪声、低漂移的带隙参考，可通过REFIN引脚进行配置。也可以使用外部参考来满足更高的精度和更低的漂移要求。

共模输出

VCMO引脚提供了一个标称值为REFBUF引脚电压一半的输出，可用于设置FDA的共模电压。

电源供应

该产品使用四个电源：内部ADC核心电源（VDD）、数字输入/输出接口电源（VIO）、FDA正电源（VS+）和负电源（VS−）。电源供应需要注意旁路电容的使用，以减少电磁干扰和电源线上的毛刺影响。同时，产品没有特定的电源供电顺序要求，具有上电复位（POR）电路。

数字接口

ADAQ23875的转换由CNV+和CNV–输入控制，可使用LVDS信号或CMOS信号驱动。其具有串行LVDS数字接口，可选择单通道或双通道输出模式，方便与FPGA连接。

PCB布局

PCB布局对于ADAQ23875的性能至关重要。推荐使用多层板，内部有干净的接地平面。要注意组件的放置和信号的布线，避免寄生电容的影响，同时要将敏感的模拟和数字部分分开，防止噪声耦合。

机械应力影响

安装设备时的机械应力可能会对SNR和内部电压参考产生微妙影响，建议使用IR回流或对流焊接，并控制温度曲线，不推荐使用热风枪或烙铁手工焊接。

总结

ADAQ23875是一款功能强大、性能出色的数据采集解决方案，为电子工程师在设计精密测量系统时提供了一个可靠的选择。通过深入了解其特性、参数和应用信息，工程师可以更好地利用这款产品，实现高效、准确的数据采集。你在使用类似的数据采集产品时，是否也遇到过一些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。