AD7908/AD7918/AD7928：高速低功耗8通道ADC的卓越之选

在电子设计领域，模数转换器（ADC）是连接模拟世界和数字世界的关键桥梁。今天，我们就来深入探讨一下Analog Devices公司推出的AD7908/AD7918/AD7928这三款8通道、1 MSPS、8/10/12位带通道序列器的ADC，看看它们在性能、功能和应用方面有哪些独特之处。

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产品概述

AD7908、AD7918和AD7928分别为8位、10位和12位的高速、低功耗、8通道逐次逼近型ADC。它们采用单2.7 V至5.25 V电源供电，最高吞吐量可达1 MSPS。这些器件内置低噪声、宽带宽跟踪保持放大器，能够处理超过8 MHz的输入频率。

产品特性亮点

高吞吐量与低功耗

这三款ADC提供高达1 MSPS的吞吐量，在3 V电源和最大吞吐量下，功耗最大仅为6 mW。例如，在一些对功耗要求较高的便携式设备中，这种低功耗特性可以显著延长电池续航时间。

八通道单端输入与通道序列器

它们拥有八个单端模拟输入通道，并配备通道序列器，用户可以预先选择通道序列，实现连续转换。这在需要同时监测多个模拟信号的应用中非常实用，比如工业自动化中的多传感器数据采集。

单电源操作与VDRIVE功能

AD7908/AD7918/AD7928可在2.7 V至5.25 V的单电源下工作，VDRIVE功能使串行接口能够直接连接到3 V或5 V的处理器系统，而不受AVDD的影响。这为不同电压系统的连接提供了便利，增强了器件的通用性。

灵活的电源/串行时钟速度管理

转换速率由串行时钟决定，通过提高串行时钟速度可以缩短转换时间。同时，器件还具备多种关断模式，在较低吞吐量下可最大程度提高电源效率。在全关断模式下，电流消耗最大仅为0.5 μA。

无流水线延迟

采用标准的逐次逼近型ADC架构，通过CS输入精确控制采样时刻，并实现一次性转换控制，避免了流水线延迟，确保数据的实时性。

详细技术规格

动态性能

在50 kHz输入频率下，AD7928的SINAD（信噪失真比）最低可达70 dB，展现出出色的动态性能。不同型号在信号噪声比（SNR）、总谐波失真（THD）等方面也有各自的优势。

直流精度

三款ADC在分辨率、积分非线性（INL）、差分非线性（DNL）等方面都有严格的规格要求，确保了转换结果的准确性。例如，AD7908的INL和DNL最大误差为±0.2 LSB，保证了8位分辨率下的无漏码输出。

模拟输入与参考输入

模拟输入范围可通过控制寄存器选择为0 V至REFIN或0 V至2 × REFIN，参考输入电压为2.5 V ±1 V，输入阻抗典型值为36 kΩ。

逻辑输入与输出

逻辑输入和输出具有明确的电压和电流规格，如输入高电压VINH为0.7 × VDRIVE，输出高电压VOH为VDRIVE - 0.2 V等，确保与不同逻辑电平的兼容性。

转换速率与功耗

转换时间最大为800 ns（16 SCLK周期，SCLK为20 MHz），吞吐量最大可达1 MSPS。在不同电源电压和工作模式下，功耗表现也有所不同，如在5 V电源和20 MHz SCLK下，正常工作模式的功耗最大为13.5 mW。

工作原理与操作模式

控制寄存器

控制寄存器是一个12位的只写寄存器，通过DIN引脚在SCLK的下降沿加载数据。它可以控制通道选择、输出编码、电源模式等功能。例如，通过设置RANGE位可以选择模拟输入范围，设置CODING位可以选择输出编码方式（直二进制或补码）。

序列器操作

通过SEQ和SHADOW位的配置，序列器可以实现四种不同的操作模式，包括传统的单通道选择模式、编程SHADOW寄存器实现特定通道序列转换模式以及连续通道转换模式等。这为用户提供了灵活的通道选择和转换方式。

电源管理模式

• 正常模式（PM1 = PM0 = 1）：适用于追求最快吞吐量的应用，器件始终保持全功率运行，无需考虑上电时间。
• 全关断模式（PM1 = 1，PM0 = 0）：所有内部电路断电，但控制寄存器信息得以保留，直到电源管理位改变才会重新上电。
• 自动关断模式（PM1 = 0，PM0 = 1）：每次转换结束后，器件自动进入关断状态，唤醒时间为1 μs。在这种模式下，功耗显著降低，但吞吐量会有所下降。

应用与接口

典型连接

在典型连接图中，AGND引脚连接到系统的模拟地平面，REFIN引脚连接到外部参考源（如AD780），提供稳定的参考电压。VDRIVE引脚可以连接到不同电压的处理器，实现与不同逻辑电平的接口。

串行接口

串行接口通过SCLK和CS信号控制数据传输和转换过程。转换结果以串行数据流的形式从DOUT引脚输出，包含通道地址信息和转换数据。同时，通过DIN引脚可以向控制寄存器和SHADOW寄存器写入配置信息。

微处理器接口

AD7908/AD7918/AD7928可以直接与多种微处理器和DSP进行接口，如TMS320C541、ADSP - 21xx和DSP563xx等。在不同的接口中，需要根据处理器的特点进行相应的配置，以确保数据的准确传输和转换。

设计建议与注意事项

接地与布局

在PCB设计中，应将模拟和数字部分分开，采用独立的接地平面，避免数字信号对模拟信号的干扰。同时，要注意电源线路的布局，使用较大的走线以降低阻抗，减少电源线上的毛刺影响。

参考源选择

外部参考源的精度直接影响ADC的转换精度，应选择合适的参考源，并在REFIN引脚添加至少0.1 μF的电容进行滤波。

电源管理

根据应用需求选择合适的电源管理模式，在低吞吐量应用中可以采用自动关断模式以降低功耗，但要注意唤醒时间对转换速率的影响。

总结

AD7908/AD7918/AD7928这三款ADC以其高速、低功耗、多通道和灵活的配置等特点，在工业自动化、仪器仪表、汽车电子等领域具有广泛的应用前景。作为电子工程师，我们在设计过程中要充分了解其特性和规格，合理选择和使用这些器件，以实现最佳的系统性能。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。