MXT2043 14 位 3MHz 模数转换器 1、概述 2、主要特性 MXT2043 是一种 3MSPS，单电源，14 位的模数转换器。它 z 单片 14-Bit，3MSPS A/D 转换器 z 低功耗：110mW z 单 5V 电源 z 积分非线性误差：2.5LSB z 差分非线性：0.6LSB z 输入参考噪声：0.36LSB 数据采集系统相连。一个真正双差分输入结构提供了单端和 z 片上采样保持器和电压参考 差分两种输入接口以满足不同输入范围的要求。采样保持放 z 信噪失真比：79.0dB z 无杂散动态范围：91.0dB 式的采样保持放大器在 1.5MHZ 的奈奎斯特频率之上的采样 z 溢出指示 频率下，也有着优良的动态性能，MXT2043 在通信系统中可 z 44 脚 MQFP 采用低成本的高速 CMOS 工艺和新的系统结构，以较低的功 耗和成本实现了较高的分辨率和速度。本器件是一种完全的 单片模数转换器，它有片上高性能，低噪声的采样保持放大 器和可编程电压基准源。MXT2043 也可选择外部基准以满足 应用中对直流精确度及温漂的要求。MXT2043 采用多级全差 分流水线结构和数字校正逻辑，确保在全温范围内无失码。 MXT2043 的输入接口非常灵活，易于与图像，通信，医疗和 大器（SHA）既适用于多通道系统，也可在单通道系统中对 奈奎斯特频率之上的输入信号进行采样。由于双差分输入模 用于直接中频变换。 单时钟输入用于控制所有的内部转换周期。数据输出采用直 接二进制码。溢出（OTR）信号用来指示高溢出和低溢出。 MXT2043 采用 44 管脚的 MQFP（军品采用 CLCC）封装，与美 国 ADI 公司的 AD9243 型模数转换器的出腿排列相兼容。 3、原理图 ■泉州瑞丰 1/5 ■ MXT2043 14 位 3MHz 模数转换器 4、信号说明与封装管腿 管脚号 符号 类型 1 DVSS VSS 2，29 AVSS 3 功能描述 管脚号 符号 类型 功能描述 数字地 26,27,30 NC VSS 模拟地 31 SENSE I DVDD VDD +5V 数字电源 32 VREF I/O 参考源 I/O 4，28 AVDD VDD +5V 模拟电源 33 REFCOM O 共模参考源 5 DRVSS VSS 数字输出驱动地 34,35,38 NC 没有连接 6 DRVDD VSS 数字输出驱动电源 40,43,44 NC 没有连接 7 CLK I 时钟输入 36 CAPB I/O 降低噪声 8—10 NC 没有连接 37 CAPT I/O 降低噪声 11 BIT14 O 最低数字位 39 CML O 共模电压 12—23 BIT13—BIT2 O 数字输出 41 VINA I 模拟互补输入(+) 24 BIT1 O 最高数字位 42 VINB I 模拟量输入(-) 25 OTR O 溢出 没有连接 参考源选择端 5、主要参数 直流参数 AVDD=+5V，DVDD=+5V，fSAMPLE=3MSPS，VREF=2.5V，VINB=2.5V，全温范围，除另有说明。 极限值 测试条件 参数 除另有规定外 符号 -55℃≤TA≤125℃ 单位 最小 最大 VDD=5（1±5%）V 分辨率 14 位 转换速率 3 MHz 精度 积分非线性 INL ±2.5 LSB 差分非线性 DNL ±1.0 LSB 零点误差 @25℃ ±0.3 %FSR 增益误差 内参考@25℃ ±1.5 %FSR 增益误差 外参考@25℃ ±0.75 %FSR 14 位 位 3.0 ppm/℃ 无失码 零点误差 温漂 增益误差 内参考 20.0 ppm/℃ 增益误差 外参考 5.0 ppm/℃ VREF=1.0V 2 VP-P VREF=2.5V 5 VP-P 模拟输入范围 1V 模式 0.986 1.014 V 2.5V 模式 2.465 2.535 V AVDD 4.75 5.25 V DVDD 4.75 5.25 V DRVDD 4.75 5.25 V 片上电压基准源 电源电压 ■泉州瑞丰 2/5 ■ MXT2043 14 位 3MHz 模数转换器 电源电流 IAVDD 23 mA IDRVDD 1 mA IDVDD 5 mA 145 mW 功耗 输出高电平电压 VOH IOH=-0.5mA 2.4 ― V 输出低电平电压 VOL IOL=+1.6mA ― 0.4 V 输入高电平电压 VIH CMOS 接口 3.5 ― V 输入低电平电压 VIL CMOS 接口 ― 1.0 V IIH VI=VDD ― ±10 μA │IIL│ VI=VSS ― ±10 μA 输入高电平电流 输入低电平电流 交流参数 测试条件 参数 符号 SNR SINAD ENOB SFDR THD 信噪比 信噪失真比 有效位 无杂散动态范围 总谐波失真 极限值 除另有规定外 -55℃≤TA≤125℃ 最小 VDD=5（1±5%）V fi=500kHz fi=500kHz fi=500kHz fi=500kHz fi=500kHz dB dB 位 dB dB MHz MHz ns ps ns ns ns ns ns 91 -78 40 40 1 40 167 tC tCH tCL tOD 时钟周期 时钟周期高电平 时钟周期低电平 输出延迟 最大 76 75 12.3 全功率带宽 小信号带宽 孔径延时 孔径抖动 过载恢复时间 动态性能 单位 333 150 150 8 19 极限条件 参数 符号 最小值 最大值 单位 电源电压 VS -0.3 6.0 V 模拟输入电压 VIA -0.3 VS +0.3 V 数字输入电压 VID -0.3 VS +0.3 V 贮存温度 Tstg -65 150 ℃ 耐焊接温度 Th ― 300 ℃ 结温 Tj ― 175 ℃ 符号 最小值 最大值 单位 电源电压 VS 4.75 5.25 V 模拟输入电压 VIA 1.25 3.75 V 工作环境温度 TA -55 125 ℃ f ― 3 MHz 推荐工作条件 参数 工作频率 ■泉州瑞丰 3/5 ■ MXT2043 14 位 3MHz 模数转换器 6、封装形式 MQFP44 7、使用说明 MXT2043 采用 4 级流水线结构和宽带宽输入采样保持器，是在成本相对较低的 CMOS 工艺上 实现的。流水线的每一级除了最后一级外，都包含一个连接到开关电容 DAC 上的低精度全并行 ADC 和一个级间余量放大器（MDAC）。余量放大器将 DAC 重建的输出和全并行 ADC 的输入之间的 电压差值放大，送入流水线的下一级。每一级采用一位冗余度以对闪烁误差进行数字校正。最 后一级仅为一个全并行 ADC。 流水线结构可得到较大的转换速率，付出的代价是流水线延迟或等待时间。这意味着转换 器可以在每个时钟周期捕获新的输入采样，但需要 3 个时钟周期才能完成转换，输出数据。在 大部分应用中并不在意这种延迟。数字输出和溢出指示（ORT），被锁存到输出缓冲器中以驱动 输出管脚。输出驱动器可被设置成+5V 或+3.3V 逻辑接口。 MXT2043 在内部时序电路中采用了时钟的上升沿和下降沿。转换器在输入时钟的上升沿对模 拟输入采样。当时钟低电平时（即时钟的下降沿和上升沿之间），输入采样保持器处于采样模 式；时钟高电平时处于保持模式。时钟上升沿之前的系统干扰以及过大的时钟抖动都会导致输 入采样保持器得到错误的值，应尽量减小这种误差。 MXT2043 的单端和差分工作模式都有着优秀的 AC 性能。最佳的接口设置取决于应用的具体 要求。以下推荐了几种输入接口设置以供参考。 变压器耦合输入 ■泉州瑞丰 4/5 ■ MXT2043 14 位 3MHz 模数转换器 交叉耦合差分驱动电路 带电平移动的差分驱动电路 注意 1 时钟周期可扩展到 1ms 而性能不会降低@25℃。 ■泉州瑞丰 5/5 ■