标题: 16位、100kSPS的单电源低功耗数据采集系统AD7988-1 ADA4841-1 AD8032 AD8031 ADR4525 [打印本页]
作者: happy112    时间: 2016-6-19 14:58
标题: 16位、100kSPS的单电源低功耗数据采集系统AD7988-1 ADA4841-1 AD8032 AD8031 ADR4525
实物图：


大多数系统中，需要在性能与低功耗之间进行权衡。本电路设计的重点是考察部分权衡因素，同时在16位、100 kSPS数据采集系统中实现低功耗（8 mW，典型值）和高性能。
本电路使用 AD7988-1低功耗(350 μA) PulSAR®模数转换器(ADC)，该器件直接从 ADA4841-1 高性能、低电压、低功耗运算放大器驱动。选择该放大器是因为它具有极佳的动态性能，可采用单电源电压供电且提供轨到轨输出。此外，输入共模电压范围包括负供电轨。
AD7988-1 ADC需要2.4 V至5.1 V间的外部基准电压。本应用中，选择的基准电压是 ADR4525 精密2.5 V基准电压源。


电路原理图：


本电路的核心是 AD7988-1 16位、100 kSPS逐次逼近型ADC，采用VDD单电源供电。它内置一个低功耗、高速、16位采样ADC和一个多功能串行端口接口(SPI)。在CNV上升沿，该器件对IN+与IN-之间的模拟输入电压差进行采样，范围从0 V至REF。基准电压(REF)由外部提供，并且可以独立于电源电压(VDD)。


在为本电路笔记执行的实验中， AD7988-1 评估板与系统演示平台（SDP， EVAL-SDP-CB1Z）接口，ADC SPI兼容串行接口则连接到DSP SPORT接口。ADC SPI接口能够将几个ADC以菊花链形式连结到单三线式总线上。采用独立VIO电源引脚时，它与1.8 V、2.5 V、3 V或5 V逻辑兼容。


AD7988-1 采用10引脚MSOP或10引脚QFN (LFCSP)封装。为方便起见，该电路板采用MSOP封装。

ADC输入从 ADA4841-1单位增益稳定、低噪声和低失真、轨到轨输出放大器进行缓冲和驱动，该器件通常在1.1 mA的静态电流下工作。此放大器提供2.1 nV/√Hz的低宽带电压噪声和1.4 pA/√Hz的电流噪声，100 kHz时具有极佳的−105 dBc无杂散动态范围(SFDR)。为了在更低频率下保持低噪声环境，10 Hz时放大器具有7 nV/√Hz和13 pA/√Hz的低1/f噪声。


使 ADA4841-1非常适合单电源应用的主要特性是，它在该应用中可以采用单供电轨供电，同时将可负供电轨接地。放大器输出摆幅可以达到地电平的50 mV范围内，这是本应用可接受的值。请注意，输入共模电压范围从负供电轨扩展至正供电轨的1 V范围内。为容纳目标信号范围（0 V至2.5 V），必须提供1 V裕量；因此本电路中使用4 V供电轨。

ADA4841-1 采用6引脚SOT-23或8引脚SOIC封装。


本应用中使用的2.5 V基准电压源是 ADR4525 ，属于 ADR45xx 基准电压源系列，可以提供高精度、低功耗、低噪声，且具有±0.01%初始精度、极佳的温度稳定性和低输出噪声。 ADR4525 的低热致输出电压迟滞和低长期输出电压漂移提高了系统性能。700 μA的最大工作电流和500 mV的低压差（最大值）使该器件最适合便携式设备。
用于本电路中的三个产品的额定工作温度范围均为−40°C至+125°C全工业温度范围。

BOM表：

C1
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C2
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C3
CAP
10nF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H103KA01D
FEC 1118178
C4
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C5
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C6
CAP
1uF
±10%
C0805
Yes
Top
CAPACITOR, 0805, 1UF,  50V, X7R
MURATA
GRM21BR71H105KA12L
FEC 1735541
C7
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
MURATA
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C8
CAP
1uF
±10%
C0805
Yes
Top
CAPACITOR, 0805, 1UF,  50V, X7R
MURATA
GRM21BR71H105KA12L
FEC 1735541
C9
CAP+
10uF
±10%
RTAJ_B
Yes
Top
20V Tantalum  Capacitor
AVX
TAJB106K020RNJ
FEC 197427
C10
CAP+
10uF
±10%
RTAJ_B
Yes
Top
20V Tantalum  Capacitor
AVX
TAJB106K020RNJ
FEC 197427
C11
CAP+
10uF
±10%
RTAJ_B
Yes
Top
20V Tantalum  Capacitor
AVX
TAJB106K020RNJ
FEC 197427
C12
CAP+
10uF
±10%
RTAJ_B
Yes
Top
20V Tantalum  Capacitor
AVX
TAJB106K020RNJ
FEC 197427
C13
CAP
2.7nF
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  2700PF, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
FEC 1844178
C14
CAP
10pF
±5%
C0603
Yes
Top
CAP CERAMIC 10PF,  100V, C0G, 0603
AVX
06031A100JAT2A
FEC 1273324
C15
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C16
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C17
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C18
CAP
1uF
±10%
C0805
Yes
Top
CAPACITOR, 0805, 1UF,  50V, X7R
MURATA
GRM21BR71H105KA12L
FEC 1735541
C19
CAP+
10uF
±10%
RTAJ_B
Yes
Top
20V Tantalum  Capacitor
AVX
TAJB106K020RNJ
FEC 197427
C20
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C21
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C22
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C23
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C24
CAP
0.1uF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H104KA93D
FEC 8820023
C25
CAP+
22uF
±10%
RTAJ_B
Yes
Top
20V Tantalum  Capacitor
AVX
TAJB226K020RNJ
FEC 1135057
C26
CAP
DNI


C0603
Yes
Top
n/a
n/a
n/a
Do Not Place
C27
CAP
DNI


C0603
Yes
Top
n/a
n/a
n/a
Do Not Place
C28
CAP
DNI


C0603
Yes
Top
n/a
n/a
n/a
Do Not Place
C29
CAP
DNI


C0603
Yes
Top
n/a
n/a
n/a
Do Not Place
C30
CAP
DNI


C0603
Yes
Top
n/a
n/a
n/a
Do Not Place
C31
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C32
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C33
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C34
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C35
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C36
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C37
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C38
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C39
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C40
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C41
CAP
DNI
±5%
C0603
Yes
Top
CAPACITOR CERAMIC,  TBD, 50V, C0G/NP0, 0603
TDK
C1608C0G1H272J
Do Not Place
C42
CAP
10nF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H103KA01D
FEC 1118178
C43
CAP
150pF
±5%
C0805
Yes
Top
CAPACITOR, 0805,  150pF, 50V, COG/NPO
MULTICOMP
MCAA000332
FEC 1759205
C44
CAP
DNI
±10%
C0805
Yes
Top
CAPACITOR, 0805, 1UF,  50V, X7R
MURATA
GRM21BR71H105KA12L
Do Not Place
C45
CAP
10nF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H103KA01D
FEC 1118178
C46
CAP
10nF
±10%
C0603
Yes
Top
50V X7R Ceramic  Capacitor
Murata
GRM188R71H103KA01D
FEC 1118178
C47
CAP+
10uF
±10%
RTAJ_B
Yes
Top
20V Tantalum  Capacitor
AVX
TAJB106K020R
FEC 197427
C48
CAP
1uF
±10%
C0805
Yes
Top
CAPACITOR, 0805, 1UF,  50V, X7R
MURATA
GRM21BR71H105KA12L
FEC 1735541
J1
CON\POWER4



CON\POWER4
No
Top
TERMINAL BLOCK, PCB,  4WAY
LUMBERG
KRM 04
FEC 1177877
J2
SDP-STANDARD-CONN



CON-120/FX8-120S-SV_W/S
No
Top
120-way connector,  0.6mm pitch
Hirose
FX8-120S-SV(21)
FEC 1324660
J3
SMB_JACK_RIGHT_ANGLED
N/A
N/A
SMB_JACK_RIGHT_ANGLED
No
Top
CONN SMB JACK R/A PC  MNT GOLD
EMERSON
131-3701-301
Digikey J472-ND
J4
SMB_JACK_RIGHT_ANGLED
N/A
N/A
SMB_JACK_RIGHT_ANGLED
No
Top
CONN SMB JACK R/A PC  MNT GOLD
EMERSON
131-3701-301
Digikey J472-ND
R1
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 TBD
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1% TBD
Do Not Place
R2
RES
49r9
0.01
R0805
Yes
Top
RESISTOR, 0805, 49R9,  0.1%, 0.125W
PANASONIC
ERA6AEB49R9V
FEC 1810372
R3
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
R4
RES
49r9
0.01
R0805
Yes
Top
RESISTOR, 0805, 49R9,  0.1%, 0.125W
PANASONIC
ERA6AEB49R9V
FEC 1810372
R5
RES
10k
0.01
R0805
Yes
Top
THICK FILM CHIP  RESISTOR
VISHAY DRALORIC
CRCW080510K0FKEAHPFEC 1738972
R6
RES
10k
0.01
R0805
Yes
Top
THICK FILM CHIP  RESISTOR
VISHAY DRALORIC
CRCW080510K0FKEAHPFEC 1738972
R7
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 TBD
Multicomp
MC 0.063W 0603 1% TBD
Do Not Place
R8
RES
22R
0.01
R0805
Yes
Top
RESISTOR, 22R 1% 0805
Vishay Draloric
CRCW080522ROFKEAHP
FEC 1738936
R9
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
R10
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
R11
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 0R
Do Not Place
R12
RES
60k4
0.01
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 60K4
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1%  60K4
FEC 1170965
R13
RES
294k
0.01
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 294K
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1%  294K
FEC 1171030
R14
RES
100K
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 1%  100K
FEC 9330402
R15
RES
100K
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 1%  100K
FEC 9330402
R16
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
R17
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
R18
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
Multicomp
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
R19
RES
DNI



Yes
Top





Do Not Place
R20
RES
DNI



Yes
Top





Do Not Place
R21
RES
DNI



Yes
Top





Do Not Place
R22
RES
10k
0.01
R0805
Yes
Top
THICK FILM CHIP  RESISTOR
VISHAY DRALORIC
CRCW080510K0FKEAHPFEC 1738972
R23
RES
10k
0.01
R0805
Yes
Top
THICK FILM CHIP  RESISTOR
VISHAY DRALORIC
CRCW080510K0FKEAHPFEC 1738972
R24
RES
82K
0.01
603
Yes
Top
RESISTOR, 0603  82K,0.063W,1%
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1% 82K
FEC 9331573
R25
RES
DNI



Yes
Top





Do Not Place
R26
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 TBD
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1% TBD
Do Not Place
R27
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 TBD
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1% TBD
Do Not Place
R28
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 TBD
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1% TBD
Do Not Place
R29
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 TBD
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1% TBD
Do Not Place
R30
RES0603
330k
5%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 330K
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 5%  330K
FEC 9332057
R31
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
R32
RES
DNI
1%
R0603
Yes
Top
RESISTOR, 0603 TBD
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 1% TBD
Do Not Place
R33
RES
0r
0.01
R0603
Yes
Top
SMD Resistor
MULTICOMP
MC 0.063W 0603 0R
FEC 9331662
SL1
JUMPER2\0603_BRIDGE



0603-3PIN_BRIDGE
Yes
Top
2-Way Shorting Option  - Use 0r 0603 Resistor in Position "B"
Multicomp
MC 0.063W 0603 0r
FEC 933-1662
U1
NC7S08



SOT23-5
Yes
Top
Single AND Gate
Fairchild
NC7SZ085M
FEC 1013807
U2
24LC32A-I/MS



MSO8
Yes
Top
32K I2C Serial  EEPROM, MSOP8
Microchip
24LC32A-I/MS
FEC 1331330
U3
NC7S08



SOT23-5
Yes
Top
Single AND Gate
Fairchild
NC7SZ085M
FEC 1013807
U4
NC7S08



SOT23-5
Yes
Top
Single AND Gate
Fairchild
NC7SZ085M
FEC 1013807
U5
NC7S04



SOT23-5
Yes
Top
Single INV
Fairchild
NC7SZ04
FEC 1013809
U6
ADR4525BRZ



SO8NB
Yes
Top


Analog Devices
ADR4525BRZ
ADR4525BRZ
U7
AD8032ARMZ



MSO8
Yes
Top
2.7 V, 800 μA, 80 MHz  Rail-to-Rail I/O Dual Amplifier
Analog Devices
AD8032ARMZ
AD8032ARMZ
U8





Yes
Top





Do Not Place
U9
DNI (solder short  needed between pads 1 and 8)





Yes
Top





DNI (solder short  needed between pads 1 and 8)
U10
AD7988-1BRMZ



MSO10
Yes
Top
16-Bit, 1 MSPS  PulSAR® ADC in MSOP
Analog Devices
AD7988-1BRMZ
AD7988-1BRMZ
U11





Yes
Top





Do Not Place
U12
ADA4841-1YRZ-R7



SO8NB
Yes
Top
Low Noise, High Speed  Amplifier for 16-Bit Systems
Analog Devices
ADA4841-1YRZ-R7
ADA4841-1YRZ-R7
Screw1

**





SCREW, CHEESE, NYLON,  M3X10, PK100
ALLTHREAD
119030010
FEC 7070597
Screw2

**





SCREW, CHEESE, NYLON,  M3X10, PK100
ALLTHREAD
119030010
FEC 7070597
Nut1

**





NUT/WASHER, NYLON,  M3, PK100
DURATOOL
1140030
FEC 7061857
Nut2

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NUT/WASHER, NYLON,  M3, PK100
DURATOOL
1140030
FEC 7061857


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作者: GUOXUAN    时间: 2018-3-9 09:18
看样子是高性能模式!
作者: fanhao    时间: 2018-6-13 16:33
资料官网可下
作者: woyaodwn    时间: 2025-3-2 22:58
下来研究一下




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