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ZHCSX83 October 2024 ADS127L21B

PRODUCTION DATA

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)

RUK|20
- MPQF220D

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

RUK|20
- QFND191D

订购信息

6.13 噪声性能

ADC 提供四种运行速度模式，从而在 ADC 分辨率、功耗和信号带宽之间作出权衡。这些模式是最大速度、高速、中速和低速模式，器件功耗按降序排列。宽带滤波器提供高达 512kSPS（最大速度模式）、400kSPS（高速模式）、200kSPS（中速模式）和 50kSPS（低速模式）的数据速率。也可以从中间 FIR1 或 FIR2 级的部分滤波器访问数据，从而减少滤波器延时。

低延时 sinc4 滤波器提供高达 1.365MSPS（最大速度模式）、1.066MSPS（高速模式）、533kSPS（中速模式）和 133kSPS（低速模式）的数据速率。

可编程过采样率 (OSR) 决定了输出数据速率和信号带宽，因而影响了总噪声性能。增大 OSR 可对调制器的更多样本取平均值来产生一个转换结果，从而降低信号带宽和总噪声。

表 7-12 至表 6-5 汇总了滤波器的噪声性能。指定的噪声性能是在 1 倍输入范围和 4.096V 基准电压下的值。相比之下，将基准电压降至 2.5V 会将动态范围减小 4dB（典型值）。与 4.096V 基准电压和 1 倍输入范围相比，以 2.5V 基准电压和 2 倍输入范围运行可将动态范围降低 3dB（典型值）。

噪声数据是输入短接并偏置到 1/2 Vs 电压时转换数据的标准偏差 (rms) 结果。噪声数据代表 T_A = 25°C 时的典型性能。至少应使用 1000 次或 10 秒的连续转换（以先到者为准）数据来测量 RMS 噪声 (e_n)。由于噪声具有随机性质，所以重复的噪声测量可能会产生更高或更低的噪声结果。

方程式 13 将 RMS 噪声转换为动态范围。方程式 25 将 RMS 噪声转换为有效分辨率。

方程式 13. Dynamic Range (dB) = 20 · log₁₀[FSR / (2 · √2 · e_n)]

方程式 14. Effective Resolution (bits) = log₂(FSR / e_n)

其中：

FSR = 2 · V_REF（1 倍输入范围）
FSR = 4 · V_REF（2 倍输入范围）
e_n = 噪声电压 (RMS)

在评估 ADC 噪声性能时，请考虑外部缓冲器和放大器噪声对总噪声性能的影响。通过选择输入多路复用器的输入短路测试连接，对 ADC 的噪声性能进行放大器隔离评估。

表 6-1 宽带滤波器噪声性能（V_REF = 4.096V，1 倍输入范围）

模式	f_CLK (MHz)	OSR	数据速率 (kSPS)	噪声 (e_n，µV_RMS)	动态范围 (dB)	有效分辨率（位）
最大速度	32.768	32	512	11.1	108.3	19.5
高速	25.6		400	10.9	108.5	19.5
中速	12.8		200	10.6	108.7	19.6
低速	3.2		50	10.4	108.9	19.6
最大速度	32.768	64	256	7.64	111.6	20.0
高速	25.6		200	7.50	111.7	20.1
中速	12.8		100	7.30	112.0	20.1
低速	3.2		25	7.14	112.2	20.1
最大速度	32.768	128	128	5.34	114.7	20.5
高速	25.6		100	5.25	114.8	20.6
中速	12.8		50	5.07	115.1	20.6
低速	3.2		12.5	4.97	115.3	20.7
最大速度	32.768	256	64	3.79	117.7	21.0
高速	25.6		50	3.72	117.8	21.1
中速	12.8		25	3.58	118.2	21.1
低速	3.2		6.25	3.53	118.3	21.1
最大速度	32.768	512	32	2.71	120.6	21.5
高速	25.6		25	2.67	120.7	21.5
中速	12.8		12.5	2.54	121.2	21.6
低速	3.2		3.125	2.47	121.4	21.7
最大速度	32.768	1024	16	1.88	123.8	22.1
高速	25.6		12.5	1.87	123.8	22.1
中速	12.8		6.25	1.82	124.0	22.1
低速	3.2		1.5625	1.76	124.3	22.2
最大速度	32.768	2048	8	1.34	126.7	22.5
高速	25.6		6.25	1.32	126.8	22.5
中速	12.8		3.125	1.29	127.0	22.6
低速	3.2		0.78125	1.25	127.3	22.6
最大速度	32.768	4096	4	0.96	129.6	23.0
高速	25.6		3.125	0.95	129.7	23.0
中速	12.8		1.5625	0.93	129.9	23.1
低速	3.2		0.390625	0.89	130.3	23.1

表 6-2 Sinc3 和 Sinc4 滤波器噪声性能（V_REF = 4.096V，1 倍输入范围）

模式	f_CLK (MHz)	OSR	数据速率 (kSPS)	噪声 (e_n，µV_RMS)⁽¹⁾		动态范围 (dB)		有效分辨率（位）
模式	f_CLK (MHz)	OSR	数据速率 (kSPS)	SINC3	SINC4	SINC3	SINC4	SINC3	SINC4
最大速度	32.768	12	1365.3	239	66.8	81.7	92.7	15.1	16.9
高速	25.6		1066.6	235	66.6	81.8	92.8	15.1	16.9
中速	12.8		533.3	235	63.8	81.8	93.1	15.1	17.0
低速	3.2		133.33	232	63.1	81.9	93.2	15.1	17.0
最大速度	32.768	16	1024	99.9	24.8	89.2	101.3	16.3	18.3
高速	25.6		800	99.6	24.5	89.3	101.5	16.3	18.4
中速	12.8		400	98.9	24.5	89.3	101.5	16.3	18.4
低速	3.2		100	96.0	24.3	89.6	101.5	16.4	18.4
最大速度	32.768	24	682.67	31.1	10.8	99.4	108.6	18.0	19.5
高速	25.6		533.3	31.0	10.3	99.4	108.9	18.0	19.6
中速	12.8		266.67	30.8	10.1	99.5	109.2	18.0	19.6
低速	3.2		66.67	30.7	9.96	99.5	109.3	18.0	19.6
最大速度	32.768	32	512	15.2	8.24	105.6	110.9	19.0	19.9
高速	25.6		400	15.0	8.07	105.7	111.1	19.1	20.0
中速	12.8		200	14.8	7.88	105.8	111.3	19.1	20.0
低速	3.2		50	14.7	7.76	105.9	111.4	19.1	20.0
最大速度	32.768	64	256	6.20	5.71	113.4	114.1	20.3	20.5
高速	25.6		200	6.15	5.53	113.5	114.4	20.3	20.5
中速	12.8		100	5.98	5.42	113.7	114.6	20.4	20.5
低速	3.2		25	5.78	5.24	114.0	114.9	20.4	20.6
最大速度	32.768	128	128	4.21	3.98	116.8	117.2	20.9	21.0
高速	25.6		100	4.16	3.89	116.9	117.4	20.9	21.0
中速	12.8		50	4.10	3.75	117.0	117.8	20.9	21.1
低速	3.2		12.5	3.99	3.72	117.2	117.8	21.0	21.1
中速	12.8	167	38.323	3.56	3.39	118.2	118.6	21.1	21.2
最大速度	32.768	256	64	2.99	2.78	119.7	120.4	21.4	21.5
高速	25.6		50	2.95	2.74	119.8	120.5	21.4	21.5
中速	12.8		25	2.87	2.69	120.1	120.6	21.4	21.5
低速	3.2		6.25	2.81	2.61	120.3	120.9	21.5	21.6
最大速度	32.768	333	49.201	2.67	2.50	120.7	121.3	21.5	21.6
高速	25.6		38.438	2.59	2.46	121.0	121.4	21.6	21.7
中速	12.8		19.219	2.53	2.43	121.2	121.5	21.6	21.7
低速	3.2		4.804	2.46	2.33	121.4	121.9	21.7	21.7
最大速度	32.768	512	32	2.11	1.98	122.8	123.3	21.9	22.0
高速	25.6		25	2.09	1.93	122.8	123.5	21.9	22.0
中速	12.8		12.5	2.01	1.88	123.2	123.8	22.0	22.1
低速	3.2		3.125	1.96	1.67	123.4	124.8	22.0	22.2
最大速度	32.768	667	24.564	1.90	1.77	123.7	124.3	22.0	22.1
高速	25.6		19.19	1.86	1.75	123.8	124.4	22.1	22.2
中速	12.8		9.595	1.82	1.67	124.0	124.8	22.1	22.2
低速	3.2		2.39	1.77	1.65	124.3	124.9	22.1	22.2
最大速度	32.768	1024	16	1.50	1.41	125.7	126.3	22.4	22.5
高速	25.6		12.5	1.47	1.40	125.9	126.3	22.4	22.5
中速	12.8		6.25	1.43	1.34	126.1	126.7	22.4	22.5
低速	3.2		1.56	1.42	1.31	126.2	126.9	22.5	22.6
最大速度	32.768	1333	12.291	1.36	1.25	126.6	127.3	22.5	22.6
高速	25.6		9.602	1.34	1.23	126.7	127.4	22.5	22.7
中速	12.8		4.801	1.29	1.19	127.0	127.7	22.6	22.7
低速	3.2		1.2	1.24	1.17	127.4	127.9	22.7	22.7
最大速度	32.768	2048	8	1.06	1.00	128.7	129.2	22.9	23.0
高速	25.6		6.25	1.05	0.995	128.8	129.3	22.9	23.0
中速	12.8		3.125	1.02	0.952	129.1	129.7	22.9	23.0
低速	3.2		0.78	0.969	0.935	129.5	129.8	23.0	23.1
最大速度	32.768	2667	6.143	0.967	0.890	129.5	130.3	23.0	23.1
高速	25.6		4.799	0.949	0.858	129.7	130.6	23.0	23.2
中速	12.8		2.4	0.913	0.867	130.0	130.5	23.1	23.2
低速	3.2		0.6	0.914	0.844	130.0	130.7	23.1	23.2
最大速度	32.768	4096	4	0.751	0.710	131.7	132.2	23.4	23.5
高速	25.6		3.125	0.752	0.709	131.7	132.2	23.4	23.5
中速	12.8		1.563	0.725	0.681	132.0	132.6	23.4	23.5
低速	3.2		0.39	0.709	0.649	132.2	133.0	23.5	23.6
最大速度	32.768	5333	3.072	0.697	0.630	132.4	133.3	23.5	23.6
高速	25.6		2.4	0.676	0.626	132.6	133.3	23.5	23.6
低速	3.2		0.3	0.661	0.604	132.8	133.6	23.6	23.7
中速	12.8	13333	0.437	0.410	0.60	136.3	137.0	24.2	24.3
中速	12.8	16000	0.400	0.392	0.356	137.4	138.2	24.3	24.5
最大速度	32.768	26667	0.614	0.335	0.320	138.7	139.4	24.5	24.6
高速	25.6		0.480	0.330	0.311	138.9	139.1	24.6	24.7
低速	3.2		0.06	0.316	0.290	139.2	140.0	24.7	24.8
最大速度	32.768	32000	0.512	0.309	0.303	139.4	139.6	24.7	24.7
高速	25.6		0.4	0.306	0.294	139.5	139.9	24.7	24.7
低速	3.2		0.05	0.290	0.275	140.0	140.5	24.8	24.8
中速	12.8	48000	0.133	0.251	0.274	141.2	140.5	25.0	24.8
中速	12.8	80000	0.08	0.233	0.208	141.9	142.9	25.1	25.2
最大速度	32.768	96000	0.17067	0.238	0.202	141.7	143.1	25.0	25.3
高速	25.6		0.133	0.186	0.250	143.8	141.3	25.4	25.0
低速	3.2		0.0167	0.245	0.207	141.5	142.9	25.0	25.2
最大速度	32.768	160000	0.102	0.243	0.243	141.5	141.5	25.0	25.0
高速	25.6		0.08	0.232	0.242	141.9	141.6	25.1	25.0
低速	3.2		0.01	0.243	0.177	141.5	144.3	25.0	25.5

(1) 由于 24 位量化限制，高 OSR 值会产生不同的噪声结果：4.096 V / 2²³ = 0.488μV / 代码。

表 6-3 Sinc3 + Sinc1 和 Sinc4 + Sinc1 滤波器噪声性能（V_REF = 4.096V，1 倍输入范围）

模式	f_CLK (MHz)	OSR	数据速率 (SPS)	噪声 (e_n，µV_RMS)⁽¹⁾	动态范围 (dB)	有效分辨率（位）
中速	12.8	13333	480	0.573	134.1	23.8
中速	12.8	16000	400	0.533	134.7	23.9
最大速度	32.768	26656	614	0.419	136.8	24.2
高速	25.6		480	0.416	136.9	24.2
低速	3.2		60	0.413	136.9	24.2
最大速度	32.768	32000	512	0.409	137.0	24.3
高速	25.6		400	0.387	137.5	24.3
低速	3.2		50	0.362	138.1	24.4
中速	12.8	48000	133	0.321	139.1	24.6
中速	12.8	80000	80	0.274	140.5	24.8
最大速度	32.768	96000	170.6	0.254	141.1	24.9
高速	25.6		133	0.256	141.1	24.9
低速	3.2		16.7	0.251	141.2	25.0
最大速度	32.768	160000	102.44	0.202	143.1	25.3
高速	25.6		80	0.187	143.8	25.4
低速	3.2		10	0.201	143.2	25.3

(1) 由于 24 位量化限制，高 OSR 值会产生不同的噪声结果：4.096 V / 2²³ = 0.488μV / 代码。Sinc3 + sinc1 和 sinc4 + sinc1 滤波器产生相同的噪声性能。

表 6-4 FIR1 滤波器噪声性能（V_REF = 4.096V，1 倍输入范围）

模式	f_CLK (MHz)	OSR	数据速率 (kSPS)	噪声 (e_n，µV_RMS)	动态范围 (dB)	有效分辨率（位）
最大速度	32.768	8	2048	641	73.1	13.6
高速	25.6		1600	648	73.0	13.6
中速	12.8		800	662	72.8	13.6
低速	3.2		200	681	72.6	13.6
最大速度	32.768	16	1024	93.0	89.9	16.4
高速	25.6		800	94.8	89.7	16.4
中速	12.8		400	99.9	89.2	16.3
低速	3.2		100	105	88.8	16.2
最大速度	32.768	32	512	11.0	108.4	19.5
高速	25.6		400	10.8	108.6	19.5
中速	12.8		200	10.5	108.8	19.6
低速	3.2		50	10.3	109.0	19.6
最大速度	32.768	64	256	7.44	111.8	20.1
高速	25.6		200	7.30	112.0	20.1
中速	12.8		100	7.09	112.2	20.1
低速	3.2		25	6.93	112.4	20.2
最大速度	32.768	128	128	5.20	114.9	20.6
高速	25.6		100	5.10	115.1	20.6
中速	12.8		50	4.93	115.4	20.7
低速	3.2		12.5	4.82	115.6	20.7
最大速度	32.768	256	64	3.69	117.9	21.1
高速	25.6		50	3.63	118.0	21.1
中速	12.8		25	3.48	118.4	21.2
低速	3.2		6.25	3.39	118.6	21.2
最大速度	32.768	512	32	2.64	120.8	21.6
高速	25.6		25	2.62	120.9	21.6
中速	12.8		12.5	2.47	121.4	21.7
低速	3.2		3.125	1.27	127.1	22.6
最大速度	32.768	1024	16	1.94	123.5	22.0
高速	25.6		12.5	1.90	123.6	22.0
中速	12.8		6.25	1.76	124.3	22.2
低速	3.2		1.5625	0.886	130.3	23.1

表 6-5 FIR2 滤波器性能（V_REF = 4.096V，1 倍输入范围）

模式	f_CLK (MHz)	OSR	数据速率 (kSPS)	噪声 (e_n，µV_RMS)	动态范围 (dB)	有效分辨率（位）
最大速度	32.768	16	1024	51.0	95.1	17.3
高速	25.6		800	51.0	95.1	17.3
中速	12.8		400	50.3	95.2	17.3
低速	3.2		100	50.0	95.3	17.3
最大速度	32.768	32	512	11.6	108.0	19.4
高速	25.6		400	11.4	108.1	19.5
中速	12.8		200	11.1	108.3	19.5
低速	3.2		50	10.9	108.5	19.5
最大速度	32.768	64	256	7.85	111.3	20.0
高速	25.6		200	7.69	111.5	20.0
中速	12.8		100	7.47	111.8	21.1
低速	3.2		25	7.33	111.9	21.1
最大速度	32.768	128	128	5.47	114.5	20.5
高速	25.6		100	5.36	114.7	20.5
中速	12.8		50	5.18	114.9	20.6
低速	3.2		12.5	5.07	115.1	20.6
最大速度	32.768	256	64	3.86	117.5	21.0
高速	25.6		50	3.80	117.6	21.0
中速	12.8		25	3.66	118.0	21.1
低速	3.2		6.25	3.58	118.2	21.1
最大速度	32.768	512	32	2.79	120.3	21.5
高速	25.6		25	2.73	120.5	21.5
中速	12.8		12.5	2.59	121.0	21.6
低速	3.2		3.125	1.76	124.3	22.2
最大速度	32.768	1024	16	2.01	123.2	22.0
高速	25.6		12.5	1.99	123.3	22.0
中速	12.8		6.25	1.83	124.0	22.1
低速	3.2		1.5625	1.26	127.2	22.6
最大速度	32.768	2048	8	1.51	125.6	22.4
高速	25.6		6.25	1.48	125.8	22.4
中速	12.8		3.125	0.928	129.9	23.1
低速	3.2		0.78125	0.927	129.9	23.1