【導讀】醫療成像前端、通信接收機中頻采樣、便攜式工業儀表、低功耗數字示波器,四大賽道均存在統一采集需求:14bit 分辨率、50MSPS 高速采樣,同時對芯片體積、整機功耗、供應鏈穩定性提出硬性約束。在國產化加速的背景下,工程師關注的已不僅是參數達標,而是真正具備量產能力、供貨穩定且批量一致性良好的國產高速 ADC。當器件進入 BOM,其能否直接替換既有板卡、性能是否滿足量產要求,往往比規格參數更具決定性。

針對行業國產化剛需,芯佰微給出一顆自研答案——ADC CBM14AD50Q,標準 14 位 50MSPS 規格,引腳定義、電氣特性對齊行業主流同規格高速 ADC 通用標準,現有成熟板卡可直接換料貼片,無需改版、無需重新調試,快速完成國產化替代。
一、芯片硬件架構與封裝規格
芯片采用成熟 CMOS 工藝單片集成流水線架構,內部集成采樣保持放大器、多級 ADC 轉換核、高精度基準源、時鐘抖動穩定電路、硬件模式控制邏輯,高度集成大幅減少外圍器件數量,簡化整機 BOM 設計。

封裝采用工業通用 QFN32,尺寸 5.0mm×5.0mm×0.75mm,底部帶大面積裸露散熱焊盤(規范要求接模擬地),兼顧小型化與散熱能力,適配空間受限的便攜設備;14 位并行 CMOS 電平輸出(D0~D13,D13 為最高位 MSB),可直連 FPGA/DSP 并行總線,省去額外電平轉換芯片。
引腳布局、電氣參數遵循行業通用標準,存量設備國產化升級無需重新 Layout,實現無縫換料量產。
二、產品到底到什么水平
以下關鍵指標均在模擬電源 3V、數字電源 2.5V、50MHz 采樣、差分輸入 2VPP、全溫區 ?40~85℃ 的條件下測得:

性能核心解讀:
SNR 典型 67.8dB、SFDR 典型 82dB,覆蓋中頻采樣和成像前端的動態范圍;
DNL 典型 ±0.9LSB,保證碼值單調、不丟碼。INL 典型 ±3.4LSB,滿足通用工業、醫療、通信設備。
孔徑延遲典型 1.4ns,輸出延遲 2.0–6.0ns,流水線延遲固定 7 個時鐘周期,時序預算計算簡單,多通道波形同步、時序對齊開發難度大幅降低。
模擬供電 3.0~3.3V、數字供電 2.5~3.3V 雙路獨立供電,數字 IO 標準 CMOS 電平;內置 0.965~1.035V 高精度基準,無需外部搭建精密基準電路。
三、工程師會喜歡的兩種靈活配置
CBM14AD50Q 在“怎么用”上留了不少余地:
參考電壓提供三種配置方案:直接使用內部固定 1V 基準,對應 1VPP 輸入范圍;或選用外部參考;亦可通過 SENSE 引腳配置可編程參考,借助外部電阻比將輸入范圍擴展至 2VPP。單端與差分輸入均受支持——差分輸入可由放大器驅動,亦可采用變壓器耦合,為前端電路設計提供了較大自由度。
輸出數據格式通過 MODE 引腳選擇:二進制補碼或二進制偏移碼;同一引腳還可控制內部時鐘穩定電路的使能與關閉。省電端 PDWN 拉高時整片進入低功耗狀態,功耗降至 15mW、所有輸出呈高阻態,拉低(默認狀態)即恢復常規采樣。對于大部分時間休眠、僅偶發采樣的便攜或功耗敏感設備,15mW 的待機功耗具有實用價值。
四、典型應用場景
1.高端醫療成像設備
14bit 高精度 + 82dB 高 SFDR 動態范圍,差分輸入抑制共模干擾,清晰還原微弱人體信號灰度分層,適配超聲、影像采集前端。
2. 通信接收機中頻信號采樣
50MSPS 全速采樣搭配內置時鐘穩定電路,抑制時鐘抖動,高低頻中頻信號 FFT 測試噪聲基底優異,適配射頻下變頻數字化鏈路。
3. 便攜式工業儀表
5×5mm 小型 QFN 封裝 + 硬件省電待機模式,電池供電設備可降低平均功耗,手持采集儀、便攜檢測設備優選。
4. 低功耗數字示波器
14bit 并行 CMOS 輸出可直連 FPGA 緩存波形,7 周期固定流水線延遲,波形時序同步簡單,簡化示波器前端采樣電路設計。
五、器件選型價值
參數達標只是基礎,規范硬件設計與焊接工藝,才能保障整機良率與長期穩定性。
CBM14AD50Q 將該采樣率檔位所需的關鍵模塊(采樣保持、ADC 核、基準、時鐘穩定電路與模式選擇)全部集成于單顆 5×5mm QFN-32 封裝內,對外提供業界通用的并行 CMOS 接口,前端驅動與后端 FPGA 對接均得以簡化。
SNR 典型 67.8dB、SFDR 典型 82dB 的動態范圍,配合 ±0.9LSB 的 DNL 確保碼值單調、無丟碼,覆蓋醫療成像、中頻采樣、便攜儀表與示波器等典型場景。
更現實的價值在于:作為國產自研器件,其供貨與交期可控,且引腳兼容同檔主流方案,評估替換時無需在性能與供應鏈之間權衡取舍。



