
在这个万物皆信号的数字时代,安防系统能够捕捉细微的动态,医疗设备能够捕捉到微伏级生物电信号,我们身边的智能设备正变得越来越“敏锐”,拥有了超乎常人的感知力。而这些的背后都离不开一项关键技术——信号采集与转换。
模数转换器(ADC)作为核心部件,是设备的“数字感官”,直接决定了智能设备对外部信息的感知精度和处理效率。
平台君今天要带大家了解的正是来自亚德诺半导体(Analog Devices)的模数转换器AD9245,让我们一起看一下14位分辨率与80MSPS采样率的“王炸” 组合吧。

通过竞争力信息卡简单了解这款芯片后,平台君将从三个关键维度,深挖它的强大实力。

功能框图(图源:芯片规格书)
AD9245芯片由模拟输入、A/D转换器、参考电压、数字输出、时钟等多个模块构成。
模拟输入接受差分信号,经采样保持处理;A/D转换器采用流水架构保证精度;参考电压模块提供基准;数字输出可适配不同逻辑电平;时钟部分确保转换同步。各模块协同实现了高效的数模转换。
平台君拿到了小伙伴们对这款芯片结构的分析结果,让我们通过电路图和概貌图对AD9245的布局进行一个简单了解吧。

电路图(图源:IPBrain平台)

概貌图(图源:IPBrain平台)
1、高分辨率
AD9245 分辨率达 14 位,能将模拟信号转化为 16384 个量化级数字输出。以 2V pp 输入范围为例,每个量化级对应约 122μV 电压变化,为医疗 CT 等设备捕捉细微信号提供精准数据。
2、宽采样率
同时,它提供 20MSPS、40MSPS、65MSPS、80MSPS 等多种采样率,能满足不同场景对数据转换精度和速度的要求 。
3、低功耗
AD9245 功耗随采样率变化,20MSPS 时为 90mW,80MSPS 时为 366mW,在电池供电或对功耗敏感的应用场景中优势突出。具备待机模式,待机功耗仅 1.0mW,能有效降低系统整体功耗。
4、高精度
模拟输入带宽500MHz,支持 1V pp 至 2V pp 灵活输入范围。内置采样保持放大器(SHA)和基准电压源,SHA 可配置为单端或差分模式。

等效模拟输入电路(图源:芯片规格书)
奈奎斯特频率下,信噪比(SNR)最高为 72.7dBc,无杂散动态范围(SFDR)最高为 83.0dBc ,微分非线性(DNL)≤±0.5 LSB,确保转换精度。
5、宽适配性
采用差分输入,可有效抑制共模噪声,输入共模范围宽。

等效数字输出电路(图源:芯片规格书)
数据输出可配置 为偏移二进制或二进制补码格式,输出驱动能适配 2.5V 和 3.3V 逻辑电平。

等效MODE/数字输入电路(图源:芯片规格书)
时钟输入带有占空比稳定器(DCS),可适应较宽的时钟占空比变化,确保在不同时钟条件下稳定工作。
6、高兼容性
引脚与 AD9215、AD9235、AD9236 兼容,便于从 10 位升级到 14 位以及不同采样率间的迁移。
内部电压基准可通过引脚配置为 0.5V 或 1.0V,也能外接基准电压,方便调整输入范围和优化性能。评估板提供多种支持电路和配置选项,方便用户进行测试和应用开发。
AD9245 应用广泛,在通信领域,助力 5G 基站等设备进行信号采样与数字化;医疗成像中,辅助 X 射线、超声成像设备处理信号;工业自动化场景里,用于采集传感器信号,实现生产过程的监测与控制。
最后,大家一起看看这款多领域应用的芯片在细节上有什么亮眼的表现吧。

金属电阻(图源:IPBrain平台)

多晶电阻(图源:IPBrain平台)

多晶电容(图源:IPBrain平台)
在ADC芯片中,不只存在单个的多晶电容,还有由多晶电容构成的阵列,这种阵列可以帮助芯片进行近准采样,稳定存储电荷,配合分压产生稳定基准电压,此外,还有滤波、去耦、减少电磁干扰提升芯片性能的作用。

多晶电容构成的阵列(图源:IPBrain平台)

LOGO1(图源:IPBrain平台)

LOGO2(图源:IPBrain平台)


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