A/Dコンバーターを変更する場合にデバイスの選定では、必要ビット数、精度 (ENOB・SNR)、入力帯域とサンプリング速度の整合などアナログの特性以外に、FPGAなどのデジタル処理をおこなうデバイスと接続する際のインターフェースや消費電力などについて確認することが重要です。
また、A/Dコンバーターの各パラメーターを比較してデバイス選定することも重要ですが、アナログフロントエンドまで含めた設計のしやすさが考慮してあるデバイスであるか確認し選定ていすることも必要です。
この記事では、高性能でありながら、設計のしやすさまで考慮されたアナログ・デバイセズのSAR A/Dコンバーター AD4080ファミリーを紹介させて頂きます。
AD4080シリーズは「高精度・高速・低ノイズ」を1チップで実現
AD4080ファミリーは「高精度・高速・低ノイズ」を1チップで実現しつつ、実装の簡易化と消費電力削減も両立したA/Dコンバーターです。20/16/14bit、40/20/10 MSPS、5mm x 5mmのBGAパッケージに収めた高速SAR ADCで、高精度・高速なデータ収集、シグナルチェーンの簡素化、部品点数削減と基板設計容易化を求めるアプリケーション最適です。
AD4080ファミリーの特長
AD4080ファミリーの特長をまとめました。
|
特長 |
概要 |
|
低ノイズ |
非常に低いノイズ・スペクトル密度 (8.8nV/√Hz) を持ち、1MHz入力周波数で93.5 dBFS SNRを実現 |
|
高速サンプリング・レート |
最大40MSPSのサンプリング・レートをサポートし、広帯域信号を正確にデジタル化することが可能。さらに、低遅延 (46.25ns) により、高速デジタル制御ループに最適 |
|
低消費電力 |
80mW@40MSPS |
|
高集積化&ノイズ対策 |
ノイズ対策に重要な電源のデカップリング・コンデンサーを内蔵し全体のBOMも削減 |
表1:AD4080ファミリーの特長
ブロック図
AD4080ファミリーのブロック図です(図1)。
EasyDrive™︎入力によりリニア入力電流およびキックバック低減を可能にします。また、ゼロドリフト、高安定化リファレンス・バッファー、プログラム可能なオフセット/ゲイン補正やデジタル・フィルターにより高精度なアナログ回路の構成が可能になります。
設定可能なデジタルフィルターパス、FIFO (16K) やユーザー設定可能なGPIOやシリアル・インターフェース (SPI/LVDS) が内蔵され、柔軟なデジタル・インターフェースを提供します。
図1:AD4080ファミリーのブロック図
アナログ・フロントエンド設計を容易にする EasyDrive™︎
AD4080ファミリーは、EasyDrive™︎機能により、アナログ・フロントエンド設計が容易になります。
一般的なA/Dコンバーターでは、サンプリングの瞬間に入力回路へ大きな負荷がかかるため、図2の青い波形のように 入力信号の電圧が一時的に大きく低下します。一方、EasyDrive™ を内蔵したA/Dコンバーターでは、図2の赤い波形のように サンプリング時の電圧低下が非常に小さく抑えられ ます。
その結果、EasyDrive™ はサンプリング瞬間の入力負荷変動を最小化し、ADCドライバ回路に求められる帯域幅・セトリング特性・出力インピーダンスなどの要求を大幅に緩和できます。定数設定や計算方法については、AD4080のデータ・シートを参照頂くか、アナログ・デバイセズ社が無料で提供しているオンライン設計ツールのシグナルチェーン・デザイナーをお役立てください。
図2:サンプリング時のA/Dコンバーター入力ピンの電圧変動
ピン・コンパチブルなAD4080ファミリー製品群
図3にAD4080ファミリー製品群のスピード、精度と消費電力をまとめました。
システムで必要な精度、サンプリング・スピードや消費電力に合わせてデバイス選定していただけるラインナップを揃えています。 また、デバイスは、ピン・コンパチブルになっているので設計途中でシステム要件が変更になった場合でもデバイスの変更も可能です。
図3:AD4080ファミリー製品群一覧
※ 現時点では、AD4080, AD4081, AD4084 がリリース済み
※ 2026年にAD4083. AD4086, AD4087を先行リリースし、その後AD4082, AD4085, AD4088をリリース予定
今回は、高性能でありながら設計しやすい A/Dコンバーター について、特長やメリットを紹介しました。アナログ・デバイセズのEasyDrive™︎機能が付いたSAR A/Dコンバーター AD4080ファミリー製品は、「高精度・高速・低ノイズ」を1チップで実現しつつ、シグナルチェーンの簡素化、部品点数削減と基板設計容易化をお客様に提供します。
いずれも評価ボードをご用意していますので、ぜひ一度お試しください。
ご興味をお持ちの方は、お気軽にお問い合わせください。
商品の購入はこちら
メーカーサイト/その他関連リンクはこちら
お問い合わせ
本記事に関してご質問がありましたら、以下よりお問い合わせください。
アナログ・デバイセズ メーカー情報 Top へ
アナログ・デバイセズ メーカー情報 Top ページへ戻りたい方は、以下をクリックください。