图 1:凌力尔特的 16 位低功率、高速 ADC 系列

就高速 ADC 而言,协调数据时钟、帧时钟和数据时,通常发送器和接收器均需要一个锁相环 (PLL),以正确协调数据时钟。在 GHz 速率时,这种协调非常困难,而且数据传输速率主要受到接收器的限制。最终,在高于 1GHz 时,一般不采用这种 6 线串行发送方法,从而限制了 ADC 的速率或说限制了 ADC 的分辨率。

就一个 16 位高速 ADC 而言,这就将采样频率限制到 62.5Msps。为了实现更高的采样频率,每个 ADC 通道可以采用两个或 4 个“线道”。使用两“线道”时,串行数据速率减半,奇数位和偶数位分开,进入两个串行数据流差分对。采用双“线道”模式时,16 位 125Msps ADC 将提供 1Gbps 的串行输出数据速率。LTC2195 串行 LVDS 系列多提供一种 4“线道”模式,允许低得多的 500Mbps 数据传输速率,在该模式时,每通道使用 4 个差分对,总共有 20 条线,其中包括差分帧和时钟对 (参见图 2)。这允许与较低价、较低速的 FPGA 连接。为了正确理解所需的数字输出线数量,再看一下采用并行 LVDS 输出的情况,这时每通道将需要 32 条线。今天,市面上已经有具双数据速率 (DDR) LVDS 输出的 ADC 了,这类 ADC 每通道仅需要 16 条线。使用这种器件,输出端的数据速率将是采样频率的两倍。诸如 LTC2185 等双通道 16 位 ADC 还提供可供选择的 DDR CMOS 输出,这将所需数据线的数量减少到每通道仅为 8 条。当考虑使用诸如 16 位 125Msps LTC2165 这类单通道高速 ADC 时,提供串行 LVDS 接口就不再有意义了,因为在所需数据线的数量上没有差别。DDR CMOS 采用 8 条并行输出线,而两“线道”串行 LVDS (由于采样率高于 62.5Msps,所以需要) 也采用 8 条线 (4 条线用于数据,4 条线用于数据时钟和帧时钟)。此外,串行 LVDS 增大了设备的功耗,这是便携式应用担忧的一个问题。

就高通道密度医疗应用而言,凌力尔特现在提供 8 通道 14 位 125Msps ADC LTM9011-14,这款新的低功率器件采用紧凑型 140 引脚 11.25mm x 9mm BGA 封装,提供 73.1dB 的信噪比 (SNR) 性能以及高于 -90dBc 的通道隔离。为了实现最佳性能,也为了节省空间,该器件还靠近芯片集成了所有必要的旁路电容。在 125Msps 时,功耗仅为每通道 140mW。80Msps (LTM9009-14) 和 105Msps (LTM9010-14) 版本每通道分别消耗 94mW 功率和 113mW 功率,更低采样率、更低功耗的版本正在开发之中。针对便携式应用,LTM9011 系列提供可将功耗降至仅为 2mW 的休眠模式。LTM9011 提供串行 LVDS 格式,并面向高于 62.5Msps 的采样率提供双“线道”输出模式。LTM9011 8 通道系列以低功率、14 位和 12 位、25Msps 至 125Msps 串行 LVDS 4 通道 (LTC2175) 及双通道 (LTC2268) ADC 系列为基础,具类似的性能特点 (参见图 3)。新的美国出口管理条例已经改变了这些器件的分类,这些器件的出口控制分类号 (ECCN#) 已经从3A001 改为不那么严格的 ECCN# 3A991 了。这些器件以每 Msps 仅超过 1mW 的超低功耗,提供了无与伦比的性能,可保持很多医疗应用的便携性。如需获得不受美国出口管制条例限制的高速 ADC 产品完整列表,请访问:www.linear.com.cn/hsadc_nolicense。

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