工業(yè)設(shè)備應(yīng)用MS9280參數(shù)與兼容AD9280

鑫邦旺電子科技

MS9280描述

MS9280 是單芯片、單電源、10bit、50MSPS 模數(shù)轉(zhuǎn)換器；內(nèi)部集成了采樣保持放大器和電源基準(zhǔn)源。

MS9280 使用多級(jí)差分流水線架構(gòu)保證了 50MSPS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)率下全溫度范圍內(nèi)無(wú)失碼。

MS9280 的輸入適合圖像視頻和通信系統(tǒng)應(yīng)用；用戶可以根據(jù)實(shí)際需要選擇單端輸入或者差分輸入，也可根據(jù)需要選擇輸入范圍和消除失調(diào)。MS9280 內(nèi)部集成的采樣保持放大器，既適合復(fù)用系統(tǒng)又適合開(kāi)關(guān)全波電壓范圍的連續(xù)信道，采樣單信道輸入頻率可以超過(guò)奈奎斯特頻率。交流耦合輸入可以借助內(nèi)部的鉗位電路移位到一定的固定電平，動(dòng)態(tài)性能非常完好。

MS9280 內(nèi)部集成了可編程基準(zhǔn)源。根據(jù)系統(tǒng)需要也可以選擇外部高精度基準(zhǔn)滿足系統(tǒng)精度的要求。單時(shí)鐘輸入控制內(nèi)部的轉(zhuǎn)換周期；數(shù)字輸出二進(jìn)制的數(shù)據(jù)信息。超出量化范圍檢測(cè)位信息表征了輸入信號(hào)超過(guò)了最小和最大量化范圍的信息。

MS9280 可工作在 2.7V~5.5V 單電源范圍，適合高速低功耗的應(yīng)用范圍。

MS9280 適合工業(yè)溫度范圍（－40℃~+85℃）.

特點(diǎn)

10 bit 50 MSPS 流水線 ADC

低功耗：90mV （3V 電源下）

寬工作范圍：＋2.7～＋5.5V

高線性度：DNL：0.2LSB

低功耗模式控制

三態(tài)門輸出

量化范圍檢測(cè)

內(nèi)建鉗位功能

高精度可編程基準(zhǔn)電源

中頻亞采樣高達(dá) 135MHZ

MS9280可替代AD9280，腳位都是相同的軟件硬件都不用改動(dòng)，MS9280價(jià)格和交期都很好。

管腳圖

/ p, b3 \3 I2 V: L0 w- T

內(nèi)部框圖

* o9 Z. u/ m, q

引腳說(shuō)明

0 E+ t) J& I2 L/ v7 C

主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)范

（測(cè)試條件（除特殊說(shuō)明外）：AVDD=+3V, DRVDD=+3V, Fs=32MHz(50%占空比)，MODE=AVDD,2V 輸入范圍 0.5V～2.5V，外部基準(zhǔn)）

, o" t. d& `2 \$ e( h

* a9 W5 K) g  G+ \, P

應(yīng)用說(shuō)明

工作原理

MS9280 利用多級(jí)流水線架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了低功耗高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；將整個(gè)的轉(zhuǎn)換精度分成低精度的單階子轉(zhuǎn)換器，各階轉(zhuǎn)換的結(jié)果在時(shí)序控制下通過(guò)內(nèi)部數(shù)字校準(zhǔn)電路實(shí)現(xiàn)了高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

工作模式

MS9280 適合多領(lǐng)域的圖像視頻、通信和儀表應(yīng)用包括兼容 AD876-8 系列，可根據(jù)具體系統(tǒng)需要選擇合適的工作模式進(jìn)行性能優(yōu)化。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活性，內(nèi)部開(kāi)關(guān)可編程實(shí)現(xiàn)了不同的工作模式，內(nèi)部的三個(gè)模塊電壓基準(zhǔn)，電壓緩沖、模擬輸入可在不同開(kāi)關(guān)模式下實(shí)現(xiàn)不同的選擇，具體的實(shí)現(xiàn)形式和工作模式見(jiàn)表1，及模式說(shuō)明圖例。

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1 A( f2 H8 F# H1 E6 B, W% v9 R

睡眠模式

MS9280 可以通過(guò)設(shè)置引腳 STBY 為邏輯高電平同時(shí)保持時(shí)鐘在低電平進(jìn)入睡眠模式。在這個(gè)模式下，典型的功耗約 4mW。芯片在 STBY 變成低電平后約 400ns后進(jìn)入正常模式。鉗位功能MS9280 為實(shí)現(xiàn)交流耦合輸入信號(hào)或視頻信號(hào)直流恢復(fù)的功能內(nèi)部集成了鉗位功能電路。圖 24 揭示了內(nèi)部鉗位電路和鉗位工作需要的外部控制信號(hào)。為了保證鉗位使能，應(yīng)用邏輯高電平于引腳 CLAMP。這將關(guān)閉開(kāi)關(guān) SW1，內(nèi)部的鉗位放大器工作在緩沖器模式，引腳 CAMPLIN 的電壓經(jīng)過(guò)緩沖鉗位 AIN 輸入的直流電壓。獲得期望的鉗位電壓后，開(kāi)關(guān) SW1 由于引腳 CLAMP 變成邏輯低電平而打開(kāi)。

在忽略由于輸入偏置電流引起的電壓變化外，輸入電容保持鉗位的直流電壓值直到下一個(gè)鉗位間隔到來(lái)。為保證內(nèi)部鉗位放大器的閉環(huán)穩(wěn)定性，輸入電阻推薦最小值為 10 歐姆。

引腳 CLAMPIN 允許的電壓范圍由內(nèi)部鉗位放大器的工作限制，推薦值在0.5V～2.5V 之間。輸入電容大小根據(jù)在鉗位間隔內(nèi)輸入電壓 AIN 允許的足夠捕獲時(shí)間和鉗位間隔之間的最小電壓降來(lái)確定。具體來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)關(guān)閉后的捕獲時(shí)間由下式給出

! A6 V2 `$ s+ ~6 t+ D7 ^% q

式中 Vc 式輸入電容兩端的電壓變化量，VE 是誤差電壓。Vc 是鉗位間隔開(kāi)始的初始輸入直流電平和引腳 CLAMPIN 提供的輸入鉗位電壓的差值電壓。VE 是系統(tǒng)參數(shù)，等于 VC 的最大允許偏差。例如一個(gè) 2V 的輸入電平需要鉗位在 1V 直流電平上，允許偏差在 10mV，則 VC＝1V，VE＝10mV。一旦在輸入端獲得合適的鉗位電平，需要非常小的電壓變化來(lái)保證直流電平偏差。電壓降根據(jù)下式計(jì)算

9 e3 A5 q$ v1 q% D1 E

，其中 t 是鉗位間隔時(shí)間。MS9280 的偏置電流由采樣頻率 Fs、基準(zhǔn)中間電壓（REFTS-REFBS）/2 和輸入電壓決定。

鉗位間隔內(nèi)的電壓降是個(gè)重要參數(shù)，輸入電容的最小值基于需要的電壓降來(lái)計(jì)算得到。捕獲時(shí)間－鉗位脈沖寬度－根據(jù)選擇的最小電容值來(lái)進(jìn)行調(diào)整。實(shí)際系統(tǒng)中需要在捕獲時(shí)間、鉗位電壓降和誤差電壓等指標(biāo)間折衷考慮。

AD876-8 工作模式

MS9280 可以通過(guò)引腳配置替代 AD876-8 系列；從而降低原來(lái)使用 AD876-8的系統(tǒng)的功耗。圖 30 說(shuō)明了 MS9280 替代 AD876-8 的引腳配置。通過(guò) REFSENSE接地，MODE 引腳懸空，CLAMP 引腳接地，使用外部基準(zhǔn)模式就可以替代原來(lái)的AD876-8.

時(shí)鐘輸入

MS9280 時(shí)鐘輸入通過(guò)內(nèi)部的反向器緩沖器給電路提供時(shí)鐘，內(nèi)部反向器通過(guò) AVDD 引腳供電。這種結(jié)構(gòu)保證了時(shí)鐘滿足了＋5V 或＋3.3V CMOS 邏輯輸入信號(hào)，輸入閾值電壓在 AVDD/2。

MS9280 的流水線結(jié)構(gòu)既工作在時(shí)鐘的上升沿又工作在下降沿。為了最小話占空比的偏差，推薦采樣高速或先進(jìn) CMOS 邏輯時(shí)鐘（HC/HCT, AC/ACT）。CMOS邏輯提供了對(duì)稱的電壓閾值電平和足夠的上升和下降時(shí)間滿足 50 MSPS 的采樣操作。MS9280 設(shè)計(jì)的最高時(shí)鐘頻率位 50MHz，更高的時(shí)鐘頻率將要弱化系統(tǒng)的性能指標(biāo)；選擇更低的時(shí)鐘頻率可以提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)。輸出緩沖的功率消耗主要正比于時(shí)鐘頻率，更低的時(shí)鐘頻率可以降低功耗。

數(shù)字輸入和輸出

MS9280 的每一個(gè)數(shù)字控制輸入引腳，如 THREE_STATE、STBY 和時(shí)鐘 CLK 等都是參考模擬地。數(shù)字輸出的格式直接是二進(jìn)制輸出，如圖 32 所示。當(dāng) STBY為高電平是，時(shí)鐘 CLK 無(wú)效時(shí)，電路進(jìn)入低功耗模式，靜態(tài)功耗下降到 5mW。

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