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工业设备应用MS9280参数与兼容AD9280

作者:XBW18025311976 | 时间:2022-6-10 20:15:36 | 阅读:549| 显示全部楼层
MS9280描述
MS9280 是单芯片、单电源、10bit、50MSPS 模数转换器;内部集成了采样保持放大器和电源基准源。
MS9280 使用多级差分流水线架构保证了 50MSPS 数据转换数率下全温度范围内无失码。
MS9280 的输入适合图像视频和通信系统应用;用户可以根据实际需要选择单端输入或者差分输入,也可根据需要选择输入范围和消除失调。MS9280 内部集成的采样保持放大器,既适合复用系统又适合开关全波电压范围的连续信道,采样单信道输入频率可以超过奈奎斯特频率。交流耦合输入可以借助内部的钳位电路移位到一定的固定电平,动态性能非常完好。
MS9280 内部集成了可编程基准源。根据系统需要也可以选择外部高精度基准满足系统精度的要求。单时钟输入控制内部的转换周期;数字输出二进制的数据信息。超出量化范围检测位信息表征了输入信号超过了最小和最大量化范围的信息。
MS9280 可工作在 2.7V~5.5V 单电源范围,适合高速低功耗的应用范围。
MS9280 适合工业温度范围(-40℃~+85℃).
特点
10 bit 50 MSPS 流水线 ADC
低功耗:90mV (3V 电源下)
宽工作范围:+2.7~+5.5V
高线性度:DNL:0.2LSB
低功耗模式控制
三态门输出
量化范围检测
内建钳位功能
高精度可编程基准电源
中频亚采样高达 135MHZ
MS9280可替代AD9280,脚位都是相同的软件硬件都不用改动,MS9280价格和交期都很好。
管脚图


内部框图


引脚说明


主要技术指标规范
(测试条件(除特殊说明外):AVDD=+3V, DRVDD=+3V, Fs=32MHz(50%占空比),MODE=AVDD,2V 输入范围 0.5V~2.5V,外部基准)




应用说明
工作原理
MS9280 利用多级流水线架构实现了低功耗高速数据转换;将整个的转换精度分成低精度的单阶子转换器,各阶转换的结果在时序控制下通过内部数字校准电路实现了高精度的数据转换。
工作模式
MS9280 适合多领域的图像视频、通信和仪表应用包括兼容 AD876-8 系列,可根据具体系统需要选择合适的工作模式进行性能优化。为实现系统的灵活性,内部开关可编程实现了不同的工作模式,内部的三个模块电压基准,电压缓冲、模拟输入可在不同开关模式下实现不同的选择,具体的实现形式和工作模式见表1,及模式说明图例。


睡眠模式
MS9280 可以通过设置引脚 STBY 为逻辑高电平同时保持时钟在低电平进入睡眠模式。在这个模式下,典型的功耗约 4mW。芯片在 STBY 变成低电平后约 400ns后进入正常模式。钳位功能MS9280 为实现交流耦合输入信号或视频信号直流恢复的功能内部集成了钳位功能电路。图 24 揭示了内部钳位电路和钳位工作需要的外部控制信号。为了保证钳位使能,应用逻辑高电平于引脚 CLAMP。这将关闭开关 SW1,内部的钳位放大器工作在缓冲器模式,引脚 CAMPLIN 的电压经过缓冲钳位 AIN 输入的直流电压。获得期望的钳位电压后,开关 SW1 由于引脚 CLAMP 变成逻辑低电平而打开。
在忽略由于输入偏置电流引起的电压变化外,输入电容保持钳位的直流电压值直到下一个钳位间隔到来。为保证内部钳位放大器的闭环稳定性,输入电阻推荐最小值为 10 欧姆。
引脚 CLAMPIN 允许的电压范围由内部钳位放大器的工作限制,推荐值在0.5V~2.5V 之间。输入电容大小根据在钳位间隔内输入电压 AIN 允许的足够捕获时间和钳位间隔之间的最小电压降来确定。具体来说,开关关闭后的捕获时间由下式给出


式中 Vc 式输入电容两端的电压变化量,VE 是误差电压。Vc 是钳位间隔开始的初始输入直流电平和引脚 CLAMPIN 提供的输入钳位电压的差值电压。VE 是系统参数,等于 VC 的最大允许偏差。例如一个 2V 的输入电平需要钳位在 1V 直流电平上,允许偏差在 10mV,则 VC=1V,VE=10mV。一旦在输入端获得合适的钳位电平,需要非常小的电压变化来保证直流电平偏差。电压降根据下式计算


,其中 t 是钳位间隔时间。MS9280 的偏置电流由采样频率 Fs、基准中间电压(REFTS-REFBS)/2 和输入电压决定。
钳位间隔内的电压降是个重要参数,输入电容的最小值基于需要的电压降来计算得到。捕获时间-钳位脉冲宽度-根据选择的最小电容值来进行调整。实际系统中需要在捕获时间、钳位电压降和误差电压等指标间折衷考虑。
AD876-8 工作模式
MS9280 可以通过引脚配置替代 AD876-8 系列;从而降低原来使用 AD876-8的系统的功耗。图 30 说明了 MS9280 替代 AD876-8 的引脚配置。通过 REFSENSE接地,MODE 引脚悬空,CLAMP 引脚接地,使用外部基准模式就可以替代原来的AD876-8.
时钟输入
MS9280 时钟输入通过内部的反向器缓冲器给电路提供时钟,内部反向器通过 AVDD 引脚供电。这种结构保证了时钟满足了+5V 或+3.3V CMOS 逻辑输入信号,输入阈值电压在 AVDD/2。
MS9280 的流水线结构既工作在时钟的上升沿又工作在下降沿。为了最小话占空比的偏差,推荐采样高速或先进 CMOS 逻辑时钟(HC/HCT, AC/ACT)。CMOS逻辑提供了对称的电压阈值电平和足够的上升和下降时间满足 50 MSPS 的采样操作。MS9280 设计的最高时钟频率位 50MHz,更高的时钟频率将要弱化系统的性能指标;选择更低的时钟频率可以提高系统的性能指标。输出缓冲的功率消耗主要正比于时钟频率,更低的时钟频率可以降低功耗。
数字输入和输出
MS9280 的每一个数字控制输入引脚,如 THREE_STATE、STBY 和时钟 CLK 等都是参考模拟地。数字输出的格式直接是二进制输出,如图 32 所示。当 STBY为高电平是,时钟 CLK 无效时,电路进入低功耗模式,静态功耗下降到 5mW。


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