ZHCSPF7B March   2023  – April 2024 ADS127L21

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  电气特性
    6. 5.6  时序要求 (1.65V ≤ IOVDD ≤ 2V)
    7. 5.7  开关特性 (1.65V ≤ IOVDD ≤ 2V)
    8. 5.8  时序要求 (2V < IOVDD ≤ 5.5V)
    9. 5.9  开关特性 (2V < IOVDD ≤ 5.5V)
    10. 5.10 时序图
    11. 5.11 典型特性
  7. 参数测量信息
    1. 6.1  偏移误差测量
    2. 6.2  温漂测量
    3. 6.3  增益误差测量
    4. 6.4  增益漂移测量
    5. 6.5  NMRR 测量
    6. 6.6  CMRR 测量
    7. 6.7  PSRR 测量
    8. 6.8  SNR 测量
    9. 6.9  INL 误差测量
    10. 6.10 THD 测量
    11. 6.11 IMD 测量
    12. 6.12 SFDR 测量
    13. 6.13 噪声性能
  8. 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 模拟输入(AINP、AINN)
        1. 7.3.1.1 输入范围
      2. 7.3.2 基准电压(REFP、REFN)
        1. 7.3.2.1 基准电压范围
      3. 7.3.3 时钟运行
        1. 7.3.3.1 内部振荡器
        2. 7.3.3.2 外部时钟
      4. 7.3.4 调制器
      5. 7.3.5 数字滤波器
        1. 7.3.5.1 宽带滤波器
          1. 7.3.5.1.1 宽带滤波器选项
          2. 7.3.5.1.2 Sinc5 滤波器级
          3. 7.3.5.1.3 FIR1 滤波器级
          4. 7.3.5.1.4 FIR2 滤波器级
          5. 7.3.5.1.5 FIR3 滤波器级
          6. 7.3.5.1.6 FIR3 默认系数
          7. 7.3.5.1.7 IIR 滤波器级
            1. 7.3.5.1.7.1 IIR 滤波器稳定性
        2. 7.3.5.2 低延时滤波器 (Sinc)
          1. 7.3.5.2.1 Sinc3 和 Sinc4 滤波器
          2. 7.3.5.2.2 Sinc3 + Sinc1 和 Sinc4 + Sinc1 级联滤波器
      6. 7.3.6 电源
        1. 7.3.6.1 AVDD1 和 AVSS
        2. 7.3.6.2 AVDD2
        3. 7.3.6.3 IOVDD
        4. 7.3.6.4 上电复位 (POR)
        5. 7.3.6.5 CAPA 和 CAPD
      7. 7.3.7 VCM 输出电压
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 速度模式
      2. 7.4.2 空闲模式
      3. 7.4.3 待机模式
      4. 7.4.4 断电模式
      5. 7.4.5 复位
        1. 7.4.5.1 RESET 引脚
        2. 7.4.5.2 通过 SPI 寄存器写入进行复位
        3. 7.4.5.3 通过 SPI 输入模式进行复位
      6. 7.4.6 同步
        1. 7.4.6.1 同步控制模式
        2. 7.4.6.2 启动/停止控制模式
        3. 7.4.6.3 单次触发控制模式
      7. 7.4.7 转换开始延迟时间
      8. 7.4.8 Calibration
        1. 7.4.8.1 OFFSET2、OFFSET1、OFFSET0 校准寄存器(地址 0Ch、0Dh、0Eh)
        2. 7.4.8.2 GAIN2、GAIN1、GAIN0 校准寄存器(地址 0Fh、10h、11h)
        3. 7.4.8.3 校准过程
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 串行接口 (SPI)
        1. 7.5.1.1  片选 (CS)
        2. 7.5.1.2  串行时钟 (SCLK)
        3. 7.5.1.3  串行数据输入 (SDI)
        4. 7.5.1.4  串行数据输出/数据就绪 (SDO/DRDY)
        5. 7.5.1.5  SPI 帧
        6. 7.5.1.6  全双工操作
        7. 7.5.1.7  设备命令
          1. 7.5.1.7.1 无操作
          2. 7.5.1.7.2 读取寄存器命令
          3. 7.5.1.7.3 写入寄存器命令
        8. 7.5.1.8  读取转换数据
          1. 7.5.1.8.1 转换数据
          2. 7.5.1.8.2 数据就绪
            1. 7.5.1.8.2.1 DRDY
            2. 7.5.1.8.2.2 SDO/DRDY
            3. 7.5.1.8.2.3 DRDY 位
            4. 7.5.1.8.2.4 时钟计数
          3. 7.5.1.8.3 STATUS 字节
        9. 7.5.1.9  菊花链运行
        10. 7.5.1.10 3 线 SPI 模式
          1. 7.5.1.10.1 3 线 SPI 模式帧复位
        11. 7.5.1.11 SPI CRC
      2. 7.5.2 寄存器存储器 CRC
        1. 7.5.2.1 主程序存储器 CRC
        2. 7.5.2.2 FIR 滤波器系数 CRC
        3. 7.5.2.3 IIR 滤波器系数 CRC
  9. 寄存器映射
  10. 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 SPI 操作
      2. 9.1.2 输入驱动器
      3. 9.1.3 抗混叠滤波器
      4. 9.1.4 基准电压
      5. 9.1.5 同步采样系统
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 A 加权滤波器设计
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
        3. 9.2.1.3 应用曲线
      2. 9.2.2 PGA855 可编程增益放大器
        1. 9.2.2.1 设计要求
        2. 9.2.2.2 详细设计过程
        3. 9.2.2.3 应用曲线
      3. 9.2.3 THS4551 抗混叠滤波器设计
        1. 9.2.3.1 设计要求
        2. 9.2.3.2 详细设计过程
        3. 9.2.3.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

详细设计过程

抗混叠滤波器由一个无源一阶输入滤波器、一个有源二阶滤波器和一个无源一阶输出滤波器组成。抗混叠滤波器总体为四阶,在选择低 OSR 值 (32) 时必不可少。OSR 32 会产生 fDATA 奈奎斯特频率和 fMOD 频率之间频率范围的不到二十倍频程。该四阶滤波器在此频率范围内提供 90dB 的滚降。fMOD 下的滤波器滚降是滤波器的关键功能。

由于 135MHz 的增益带宽积 (GBP) 和 50ns 的稳定时间,因此为有源滤波器级选择 THS4551 放大器。即使直流增益为 15dB,放大器 GBP 也足以将滤波器滚降保持在 12.8MHz。例如,对于需要增益的应用,10MHz 放大器具有边际 GBP 以完全支持 fMOD 频率下所需的滚降。THS4551 的稳定时间规格也使得该器件成为驱动 ADC 采样输入的理想选择。

有源滤波器段的设计先假设 R 相等,从而降低确定的元件值。滤波器的直流增益为 R3 / (R1 + R2)。1kΩ 电阻值足够低,可防止电阻器噪声和放大器输入电流噪声影响 ADC 的噪声。

1kΩ 输入电阻器被分为两个 499Ω 电阻器(R1 和 R2),以便使用 C1 实现一阶滤波器。一阶滤波器与二阶有源滤波器彼此解耦,但共用 R1 和 R2 来确定每个滤波器级转角频率。转角频率由 C1 和 C1 端子处的戴维南电阻 (RTH = 2 × 250Ω) 给出。

《ADC 接口应用中 MFB 滤波器的设计方法 应用手册提供了此示例中使用的滤波器设计公式。对于多反馈有源滤波器拓扑,设计输入为滤波器 fO 和滤波器 Q。如果任意选择 R4,则可以确定 C3 反馈电容器和单个 330pF 差分电容器 (C2) 的值。在本例中,R4 为 2 × 499Ω,C3 为 2 × 180pF。差分电容器 (C4) 不是滤波器设计的一部分,但有助于改进滤波器相位裕度。5Ω 电阻器 (R5) 将放大器输出与杂散电容隔离开,以进一步改进滤波器相位裕度。

ADC 输入端的最终级 RC 滤波器有两个用途。首先,滤波器为整个滤波器响应提供第四个极点,从而增大滤波器滚降。该滤波器的另一个用途是电荷库,用于过滤 ADC 的电容器采样输入。电荷库减少了放大器的瞬时电荷需求,保持了低失真和低增益误差,否则会因放大器未完全稳定而降低性能。输入滤波器值为 2 × 22Ω 和 2.2nF。22Ω 电阻器位于 THS4551 滤波器环路外部,用于将放大器输出与 2.2nF 电容器隔离开,以维持相位裕度。

低电压系数 C0G 电容器用在信号路径中的任何位置,以实现低失真特性。放大器增益电阻器的容差为 0.1%,可提供出色的 THD 性能。ADC VCM 输出连接到放大器 VOCM 输入引脚是可选的,因为放大器提供相同的功能。

有关有源滤波器设计和应用的其他示例,请参阅 THS4551 数据表