亚德诺16位SAR-ADC芯片AD4001——降低信号链功耗，降低信号链复杂性并实现更高通道密度

本期是平台君和您分享的第192期内容

亚德诺16位SAR-ADC芯片AD4001——降低信号链功耗，降低信号链复杂性并实现更高通道密度图2

常见的模拟数字转换器ADC的原理、特点和应用场景如下：

亚德诺16位SAR-ADC芯片AD4001——降低信号链功耗，降低信号链复杂性并实现更高通道密度图3

今天平台君和大家分享一款由亚德诺公司（ADI）设计的16位逐次逼近ADC--AD4001。

平台君曾在一文中推荐过德州仪器（TI）的16位SARADC，有兴趣的读者可以点击链接查阅，作为参考选型。

逐次逼近型ADC（SAR ADC）在中等分辨率和中等速度下表现不错，比如12到18位，采样率可能在几MS/s范围内。SAR ADC的结构相对简单，可能功耗较低，适合便携设备。但是它的转换速度可能受限于逐次逼近的过程，每个位需要一次比较，所以转换时间随位数增加而线性增长。接下来让平台君带大家一起了解AD4001这款芯片。

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AD4001管芯文字，图源：IPBrain平台

AD4001产品信息

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AD4001芯片共5层金属层，制造工艺为CMOS工艺，特征尺寸为150nm，管芯尺寸为2.21mm x 1.61mm。

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AD4001概貌图，图源：IPBrain平台

AD4001这款产品优势明显，例如高阻模式与较长的采集阶段相结合，低串行外围接口（SPI）的时钟速率。这些特点可降低信号链功耗，降低信号链复杂性并实现更高的通道密度。输入跨度压缩功能使ADC驱动器放大器和ADC能够在无需公共电源的情况下在公共电源轨上工作，同时保持整个ADC代码范围。高阻模式与较长的采集阶段相结合的功能，消除了对专用的大功率，高速ADC驱动器的需求，从而扩大了可直接驱动这些ADC的低功率精密放大器的范围，同时仍可实现最佳性能。并且产品本身对低串行外围接口（SPI）的时钟速率要求降低了数字输入/输出功耗，拓宽了处理器选项，并简化了跨数字隔离发送数据的任务。

AD4001电路介绍

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AD4001产品系列采用轨至轨输入运行，电源电压低至 ±0.9V (1.8V)。AD4001放大器的设计中包括一个内部电荷泵，该内部电荷泵使用超出外部电源 (VS+) 约 1.6V 的内部电源轨为放大器输入级供电。

这个内部电源轨可确保单个差分输入对运行，并使其在非常宽的输入共模范围内保持非常高的线性度。

独特的零交越输入拓扑消除了许多轨至轨互补输入级运算放大器通常具有的输入失调电压转换区域。该拓扑可让 AD4001在整个共模输入范围内提供出色的共模性能，CMRR > 110dB。当驱动模数转换器 (ADC) 时，AD4001的高线性度 VCM 范围可确保最高线性性能和最低失真。

AD4001功能框图，图源：芯片规格书

该芯片由SHA(Sample Hold Amplifer)，DAC(Digital Analog Converter)，VOL_GEN(Voltage Generator)，SAR ADC(Analog Digital Converter)， SHA(Sample Hold Amplifer)， SC，FLASH_BLOCK和PAD等多个模块组成。