芯對話 | “魚與熊掌”兼得，小尺寸+高速=芯佰微CBM14AD125Q

總述

信號采集與處理能力已成為醫(yī)療診斷、通信傳輸、工業(yè)控制等領(lǐng)域的核心競爭力之一。模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）作為連接物理世界與數(shù)字系統(tǒng)的橋梁，其性能決定了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精度與效率。芯佰微電子推出的CBM14AD125Q 14位高速ADC，憑借其架構(gòu)創(chuàng)新和國產(chǎn)化特色，正在重新定義并提升多個領(lǐng)域的信號采集標(biāo)準(zhǔn)。

一、行業(yè)共性挑戰(zhàn)與技術(shù)瓶頸

通信系統(tǒng)：高頻信號處理的精度陷阱
通信行業(yè)正朝著更快速的方向邁進(jìn)，數(shù)據(jù)傳輸速率和容量的需求呈指數(shù)級增長?；拘盘柼幚碇校瑸榱藢崿F(xiàn)多用戶、大數(shù)據(jù)量的高效傳輸，需要 ADC 具備高速的采樣率和出色的動態(tài)性能，以處理復(fù)雜的調(diào)制信號和抑制干擾。

醫(yī)療影像：分辨率與信噪比的博弈
隨著醫(yī)療技術(shù)的飛速發(fā)展，對疾病的早期精準(zhǔn)診斷成為醫(yī)學(xué)研究和臨床實踐的關(guān)鍵目標(biāo)。在醫(yī)療成像上，如超聲診斷和磁共振成像（MRI），采集的生理信號極為微弱且復(fù)雜，這要求ADC具備高分辨率和高信噪比。傳統(tǒng)ADC在處理這些信號時，由于分辨率和信噪比的限制，難以精確捕捉微小的生理特征差異，這可能影響到疾病的早期篩查和診斷的準(zhǔn)確性。

工業(yè)控制：寬溫域下的穩(wěn)定性危機(jī)
工業(yè)自動化生產(chǎn)線上，面對高溫、低溫、強(qiáng)電磁干擾等惡劣條件，須對傳感器采集的模擬信號進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的數(shù)字化處理。傳統(tǒng) ADC 在寬溫度范圍內(nèi)的性能穩(wěn)定性較差，溫度變化會導(dǎo)致其精度下降，影響對生產(chǎn)參數(shù)的準(zhǔn)確測量。

二、CBM14AD125Q 的技術(shù)突破與價值創(chuàng)造

CBM14AD125Q 是一款4通道、14位、125MSPS的高性能ADC，專為滿足低功耗、小尺寸和高靈活性的應(yīng)用需求而打造，憑借其卓越的性能，為多領(lǐng)域應(yīng)用提供了理想的解決方案：

1. 高分辨率與出色動態(tài)性能：14 位的高分辨率使得CBM14AD125Q能夠精確分辨模擬信號的細(xì)微變化，在信號轉(zhuǎn)換過程中最大程度地保留原始信號的細(xì)節(jié)信息。在9.7MHz、VREF=1.3V的條件下，信噪比（SNR）可達(dá)77dB，無雜散動態(tài)范圍（SFDR）在至奈奎斯特頻率、VREF=1.3V時為86dBc。這一出色的動態(tài)性能使其在醫(yī)療成像中能夠清晰捕捉人體組織的微小差異，輔助醫(yī)生進(jìn)行更精準(zhǔn)的疾病診斷；在通信領(lǐng)域，可有效提高信號調(diào)制的精度，降低誤碼率，保障通信質(zhì)量。

2.高速采樣與寬輸入帶寬：高達(dá) 125MSPS 的采樣率使芯片能夠快速處理高速變化的模擬信號，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換。其650MHz的全功率模擬輸入帶寬，能夠支持從低頻到高頻的廣泛信號輸入，無論是基帶信號還是高頻載波信號都能穩(wěn)定處理。在雷達(dá)、通信等需要處理高頻信號的場景中，該特性確保了對目標(biāo)信號的快速捕捉和精確分析。

3.靈活接口與系統(tǒng)適配性：芯片采用串行 LVDS 接口，這種接口不僅具備高速數(shù)據(jù)傳輸能力，還能有效減少信號傳輸過程中的干擾，確保數(shù)據(jù)的完整性。同時，CBM14AD125Q支持LVPECL/CMOS/LVDS兼容型采樣時鐘信號，方便與各種數(shù)字設(shè)備進(jìn)行連接和通信。此外，通過串行端口接口（SPI），用戶可以方便地對芯片進(jìn)行配置和功能定制，實現(xiàn)諸如可編程時鐘輸出、數(shù)據(jù)對齊等功能，大大提高了系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。

4.低功耗與節(jié)能設(shè)計：CBM14AD125Q 采用1.8V單電源供電，且具備出色的低功耗特性。在125MHz模式下，每通道功耗≤195mW，禁用全部通道后，典型功耗小于14mW。支持獨立關(guān)閉內(nèi)部各通道功能，用戶可以根據(jù)實際應(yīng)用需求靈活控制功耗，這對于便攜式測量設(shè)備等對功耗敏感的應(yīng)用場景來說，極大延長設(shè)備的電池續(xù)航時間。

5.功能豐富與可靠性高：內(nèi)置多種實用功能，如生成數(shù)字測試碼（包括內(nèi)置固定測試碼和偽隨機(jī)測試碼，也支持用戶自定義測試碼），方便用戶進(jìn)行系統(tǒng)測試和故障診斷。具備多芯片同步和時鐘分頻功能，在需要擴(kuò)展系統(tǒng)性能或進(jìn)行多設(shè)備協(xié)同工作的場景中，CBM14AD125Q芯片具備出色的同步性能，能夠協(xié)同工作，顯著增強(qiáng)整體系統(tǒng)的處理能力。同時，其工作溫度范圍為 - 40℃到+ 85℃，能夠適應(yīng)工業(yè)控制等復(fù)雜環(huán)境下的工作要求，確保設(shè)備在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定運行。

6.工藝與封裝優(yōu)勢：采用先進(jìn)的制造工藝，保證了芯片的高性能和穩(wěn)定性。48 引腳QFN48封裝形式具有良好的電氣性能和散熱特性，在實現(xiàn)小尺寸封裝的同時，確保芯片在高密度集成和高負(fù)載運行條件下的可靠性，減少了電路板的空間占用，適合現(xiàn)代電子產(chǎn)品小型化、集成化的發(fā)展趨勢。

產(chǎn)品參數(shù)

三、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 醫(yī)療成像

在醫(yī)療超聲診斷設(shè)備中，CBM14AD125Q 能夠?qū)Τ暬夭ㄐ盘栠M(jìn)行高速、高精度的采集和轉(zhuǎn)換。其14位分辨率和高信噪比特性，使得超聲圖像能夠呈現(xiàn)出更豐富的細(xì)節(jié)，幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地檢測出微小的病變組織。

在心臟超聲檢查中，可清晰顯示心臟瓣膜的運動和血液流動情況，為心血管疾病的診斷提供有力依據(jù)。

2.高速成像

在工業(yè)生產(chǎn)線的高速視覺檢測系統(tǒng)中，CBM14AD125Q能夠?qū)崟r捕捉快速運動物體的圖像，其125MSPS的高采樣率確保了高速圖像采集的需求得到滿足，從而確保了對物體細(xì)節(jié)的精確檢測。寬輸入帶寬和高分辨率保證了成像的清晰度和準(zhǔn)確性，可有效檢測出產(chǎn)品表面的微小缺陷、尺寸偏差等問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量檢測的效率和精度。

3.無線電接收機(jī)

在無線電通信系統(tǒng)中，CBM14AD125Q 用于接收和處理射頻信號。其高速采樣率和寬輸入帶寬能夠有效地捕捉和處理復(fù)雜的射頻信號，提高接收機(jī)的靈敏度和選擇性。

4.便攜式測量設(shè)備

在便攜式示波器中，CBM14AD125Q能夠在保證高精度信號采集的同時，降低設(shè)備的整體功耗，延長電池續(xù)航時間，方便用戶在戶外等場合進(jìn)行長時間的測量工作。