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。單時鐘輸入控制內(nèi)部的轉(zhuǎn)換周期；數(shù)字輸出二進制的數(shù)據(jù)信息。超出量化范圍檢測位信息表征了輸入信號超過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

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

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 135MHZ

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

管腳圖

內(nèi)部框圖

- W  C9 b( ~- j, b

引腳說明

3 C9 n4 k0 v0 X+ X

主要技術(shù)指標(biāo)規(guī)范

（測試條件（除特殊說明外）：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)）

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應(yīng)用說明

工作原理

MS9280 利用多級流水線架構(gòu)實現(xiàn)了低功耗高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；將整個的轉(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)果在時序控制下通過內(nèi)部數(shù)字校準(zhǔn)電路實現(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行性能優(yōu)化。為實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活性，內(nèi)部開關(guān)可編程實現(xiàn)了不同的工作模式，內(nèi)部的三個模塊電壓基準(zhǔn)，電壓緩沖、模擬輸入可在不同開關(guān)模式下實現(xiàn)不同的選擇，具體的實現(xiàn)形式和工作模式見表1，及模式說明圖例。

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睡眠模式

MS9280 可以通過設(shè)置引腳 STBY 為邏輯高電平同時保持時鐘在低電平進入睡眠模式。在這個模式下，典型的功耗約 4mW。芯片在 STBY 變成低電平后約 400ns后進入正常模式。鉗位功能MS9280 為實現(xiàn)交流耦合輸入信號或視頻信號直流恢復(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。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)過緩沖鉗位 AIN 輸入的直流電壓。獲得期望的鉗位電壓后，開關(guān) SW1 由于引腳 CLAMP 變成邏輯低電平而打開。

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鉗位間隔到來。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 允許的足夠捕獲時間和鉗位間隔之間的最小電壓降來確定。具體來說，開關(guān)關(guān)閉后的捕獲時間由下式給出

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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 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保證直流電平偏差。電壓降根據(jù)下式計算

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，其中 t 是鉗位間隔時間。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)的電壓降是個重要參數(shù)，輸入電容的最小值基于需要的電壓降來計算得到。捕獲時間－鉗位脈沖寬度－根據(jù)選擇的最小電容值來進行調(diào)整。實際系統(tǒng)中需要在捕獲時間、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 可以通過引腳配置替代 AD876-8 系列；從而降低原來使用 AD876-8的系統(tǒng)的功耗。圖 30 說明了 MS9280 替代 AD876-8 的引腳配置。通過 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的AD876-8.

時鐘輸入

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

MS9280 的流水線結(jié)構(gòu)既工作在時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 CMOS 邏輯時鐘（HC/HCT, AC/ACT）。CMOS邏輯提供了對稱的電壓閾值電平和足夠的上升和下降時間滿足 50 MSPS 的采樣操作。MS9280 設(shè)計的最高時鐘頻率位 50MHz，更高的時鐘頻率將要弱化系統(tǒng)的性能指標(biāo)；選擇更低的時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鐘頻率，更低的時鐘頻率可以降低功耗。

數(shù)字輸入和輸出

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

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