新一代GSPS（每秒千兆採樣）ADC（模數轉換器）在系統實施中提供了業界領先的性能和可靠性。但是，如果SPI接口每次讀取時都返回0xFF，肯定是存在故障。這很可能意味著ADC內部的某些器件沒有正常工作。讓我們找出故障所在。
新一代的GSPS ADC（例如AD9680）是基於深亞微米65 nm CMOS工藝設計的。為了滿足必要的交流性能規範，設計必須適應多個電壓域（1.25 V、2.5 V、3.3 V）。通常，具有多個電壓域的任何矽器件都需要某種類型的電源時序控制。但是，ADI公司的設計人員內置了一些監控電路，從而讓客戶能更加輕鬆地在他們的系統中部署AD9680 而無需任何電源時序控制。
AD9680帶有內置的上電復位 (POR) 保護電路，用於管理所有供電軌。除非此POR電路滿足供電軌電平，否則器件將處於復位模式下。在復位模式下，如果SPIVDD的電壓為1.8 V、2.5 V或3.3 V，則ADC將在每次讀取時通過SPI埠發送0xFF。看起來我們好像快要找到問題的一個突破口了，這就是可靠的老式數字萬用表 (DMM)。它在檢測故障方面可以發揮很大的作用。
首先，請使用DMM檢查AD9680不同引腳上的電源電壓。就POR電路而言，很可能是其中一個引腳的電壓超出了範圍。這讓問題變得有點複雜。請參見圖1，它顯示AD9680-1250的方框原理圖，時鐘頻率為1.25 GHz。初看原理圖似乎一切正常。其中沒有顯示去耦電容，也沒有顯示其他電源域。重點是1.25 V域，因為它是最小的電源電壓。
圖1. 使用ADP1741 LDO驅動AD9680上的1.25 V域。
ADP1741應該有足夠的空間，為連接到1.25 V電源的所有域供電。但是，導致此處問題的禍首既不是LDO，也不是ADC，而是被忽視的鐵氧體磁珠。通常，鐵氧體磁珠用於在電源網絡中為進入特定設備的所有電源進行濾波。鐵氧體磁珠的一個經常會被忽略的參數是DCR（直流電阻）。而我們為什麼必須關注DCR呢？因為這是一位名叫喬治 · 西蒙 · 歐姆的先生說的。
歐姆定律告訴我們，通過某段導體兩點之間的電流跟這兩點之間的電壓成正比。因此，ADP1741 LDO輸出的測量值可能為1.25 V，這一數值聽起來沒有問題。但是，如果您測量ADC引腳的電壓或鐵氧體磁珠另一端的電壓，DMM的讀數為1.12 V（假定標稱電流）。這正是ADC SPI讀取0xFF的真正原因。保護電路顯然認為AD9680內部的電壓異常。
那麼有什麼解決方法呢？有多個選項：
圖2顯示了以上討論的選項2和選項4。選項4提供了最佳平衡。但是，它會增加物料單 (BOM) 成本，我們必須考慮到這一點。選項4提供AVDD、DVDD和DRVDD域之間的濾波，從而提供更高的抗擾度。
圖2：選擇和使用鐵氧體磁珠為AD9680供電的不同選項。
因此，在您下一次插入ADC並為其提供時鐘信號時，如果發現它無法工作，SPI在每個讀取周期都返回0xFF，那麼您也許應該感謝歐姆先生。在這種情況下，您的首選工具應該是歷史悠久的DMM，而非示波器，也無需求助於應用工程師。鐵氧體磁珠當然能夠為系統提供出色的抗擾度。但是，如果沒有正確進行選擇，又忽視了歐姆定律，那麼這個小器件可能導致嚴重的問題，影響ADC性能在系統中的實現。