在電子設(shè)計領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是連接模擬世界和數(shù)字世界的關(guān)鍵橋梁。今天，我們將深入探討德州儀器（TI）的兩款優(yōu)秀ADC產(chǎn)品——ADS7887和ADS7888，為大家詳細(xì)介紹它們的特點、應(yīng)用以及設(shè)計要點。

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產(chǎn)品概述

ADS7887和ADS7888分別是10位和8位、1.25-MSPS的串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它們采用電容式逐次逼近寄存器（SAR）架構(gòu)，內(nèi)置采樣保持功能，通過CS和SCLK信號控制的串行接口，易于與微處理器和DSP無縫連接。其工作電壓范圍寬，為2.35V至5.25V，低功耗特性使其非常適合電池供電的應(yīng)用場景。

關(guān)鍵特性剖析

高分辨率與低延遲

• 分辨率：ADS7887具備10位分辨率，而ADS7888為8位分辨率，能夠滿足不同精度需求的應(yīng)用。
• 零延遲：確保數(shù)據(jù)的實時轉(zhuǎn)換和處理，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。

低功耗設(shè)計

• 寬電源范圍：可在2.35V至5.25V的電源電壓下工作，適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 低功耗：在1.25 MSPS的轉(zhuǎn)換速率下，3V電源時典型功耗為3.8mW，5V電源時為8mW；還具備節(jié)能的掉電模式，進一步降低功耗。

高精度性能

• INL與DNL：ADS7887的INL為±0.35 LSB，DNL為±0.35 LSB；ADS7888的INL為±0.15 LSB，DNL為±0.1 LSB，保證了轉(zhuǎn)換的高精度。
• SINAD與THD：ADS7887的SINAD為61 dB，THD為 -84 dB；ADS7888的SINAD為49.5 dB，THD為 -67.5 dB，提供了良好的信號質(zhì)量。

其他特性

• 寬輸入帶寬：在3dB處達(dá)到15 MHz，能夠處理高頻信號。
• 數(shù)字輸入靈活性：數(shù)字輸入高電平不受器件VDD限制，可承受高達(dá)5.25V的輸入，方便與不同電源電平的電路連接。
• 小封裝：采用6引腳的SOT23和SC70封裝，節(jié)省電路板空間。

應(yīng)用領(lǐng)域

ADS7887和ADS7888適用于多種應(yīng)用場景，包括：

• 無線通信：作為基帶轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換。
• 數(shù)字驅(qū)動：用于電機電流和總線電壓傳感器，監(jiān)測電機運行狀態(tài)。
• 光網(wǎng)絡(luò)：如密集波分復(fù)用（DWDM）和基于MEMS的光開關(guān)，提供高精度的信號轉(zhuǎn)換。
• 電池供電系統(tǒng)：低功耗特性使其成為電池供電設(shè)備的理想選擇。
• 醫(yī)療儀器：滿足醫(yī)療設(shè)備對高精度和低功耗的要求。

設(shè)計要點

引腳驅(qū)動

• VIN引腳：ADS7887和ADS7888的VIN輸入必須由低阻抗源驅(qū)動。當(dāng)源阻抗超過200Ω時，建議使用緩沖器，如THS4031，以確保轉(zhuǎn)換器達(dá)到額定性能。
• VDD引腳：電源電壓同時作為參考電壓，必須由低阻抗源驅(qū)動，并進行接地去耦。建議在靠近器件的位置放置1-μF存儲電容和10-nF去耦電容，并使用寬而低阻抗的走線連接電容和器件引腳。

電源推薦

• 電源選擇：可以直接使用系統(tǒng)電源，也可以選擇低漂移、低壓差的參考電壓發(fā)生器，如REF3030或REF3130。在系統(tǒng)電源有噪聲的情況下，可使用低通濾波后的系統(tǒng)電源，并通過零漂移運算放大器OPA735進行緩沖。
• 電壓設(shè)置：確保VDD電源大于或等于最大輸入信號，以避免代碼飽和。

布局注意事項

• 分區(qū)設(shè)計：在器件下方使用接地平面，并將PCB劃分為模擬和數(shù)字區(qū)域，避免數(shù)字線路與模擬信號路徑交叉。
• 電源處理：為器件提供干凈且經(jīng)過良好旁路的電源，在靠近VDD引腳處使用1-μF陶瓷旁路電容，并避免在VDD和旁路電容之間放置過孔。
• 接地連接：使用短而低阻抗的路徑將接地引腳連接到接地平面。
• 濾波電容：將飛輪RC濾波器放置在靠近器件的位置。

典型應(yīng)用案例

以設(shè)計一個單電源數(shù)字采集（DAQ）電路為例，目標(biāo)是在1.25 MSPS的吞吐量下，實現(xiàn)輸入頻率為2 kHz至100 kHz時，SNR大于61 dB，THD小于 -84 dB。

• 輸入驅(qū)動：選擇OPA365作為運算放大器，因其具有50 MHz的高帶寬和4.5 nV/√Hz的低噪聲，能夠在ADC的采集時間內(nèi)穩(wěn)定輸入信號，并將系統(tǒng)總噪聲控制在ADC輸入?yún)⒖荚肼暤?0%以下。
• 參考驅(qū)動：使用超低噪聲、快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差電壓調(diào)節(jié)器TPS73201為ADS7887的電源引腳供電，也可以選擇類似REF3030的低阻抗電壓參考源。

文檔與支持

TI為ADS7887和ADS7888提供了豐富的文檔支持，包括相關(guān)技術(shù)文檔、工具和軟件，以及社區(qū)資源。工程師可以通過ti.com獲取最新的產(chǎn)品信息和文檔更新通知，還可以在TI E2E?在線社區(qū)與其他工程師交流經(jīng)驗、解決問題。

總結(jié)

ADS7887和ADS7888以其高分辨率、低功耗、高精度等優(yōu)異特性，成為眾多應(yīng)用場景下的理想ADC選擇。在設(shè)計過程中，合理的引腳驅(qū)動、電源配置和布局設(shè)計是確保其性能發(fā)揮的關(guān)鍵。希望本文能夠幫助電子工程師更好地理解和應(yīng)用這兩款產(chǎn)品，為您的設(shè)計帶來更多的可能性。

你在使用這兩款A(yù)DC的過程中遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。