Texas Instruments ADC34RF55 14位RF采样模数转换器（ADC）是一款单核14位、3GSPS、四通道ADC，支持RF采样，输入频率高达3GHz。该设计的噪声频谱密度为-156dBFS/Hz，最大限度地提高了信噪比（SNR）。通过使用额外的内部ADC以及片上信号平均，噪声密度提高到-158dBFS/Hz。

数据手册：*附件：Texas Instruments ADC34RF55 14位RF采样ADC数据手册.pdf

每个ADC通道都可以通过48位NCO连接到双频带数字下变频器（DDC）。此功能支持相位相干跳频，通过使用GPIO引脚进行NCO频率控制，可在不到1µs的时间内实现。Texas Instruments ADC34RF55支持具有子类1确定性延时的JESD204B串行数据接口，使用高达13Gbps的数据速率。每个ADC通道只有2条串行器/解串器通道。高能效ADC架构在1.5GSPS时功耗为1.2W/ch，并以较低的采样率提供功率调节。

特性

• 14位四通道3GSPS ADC
• 最大输出速率：1.5GSPS
• 噪声频谱密度
  • 未求平均值时为-156dBFS/Hz
  • 取2次平均值时为-158dBFS/Hz
• 单核（非交错）ADC架构
• 孔径抖动：50fs
• 低近端残留相位噪声：-127dBc/Hz（10kHz偏移时）
• 频谱性能（fIN =0.9GHz，-4dBFS）
  • 2x内部平均
  • SNR：62.3dBFS
  • SFDR HD2,3：63dBc
  • SFDR最严重毛刺：85dBFS
• 频谱性能（fIN =1.8GHz，-4dBFS）
  • 2x内部平均
  • SNR：63dBFS
  • SFDR HD2,3：68dBc
  • SFDR最严重毛刺：86dBFS
• 满量程输入：1.1、1.35Vpp（2、3.5dBm）
• 误码率（CER）：10-15
• 全功率输入带宽（-3dB）：2.75GHz
• JESD204B串行数据接口
  • 最大通道速率：13Gbps
  • 支持子类1确定性延迟
• 数字下变频器
  • 每个ADC通道最多两个DDC
  • 复杂输出：4x至128x抽取
  • 48位NCO相位相干跳频
  • 快速跳频：<1μs
• 功耗：1.2W/通道
• 电源：1.8V、1.2V

功能框图

德州仪器ADC34RF55：14位3GSPS RF采样ADC技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)的ADC34RF55是一款高性能四通道14位3GSPS射频采样模数转换器(ADC)，专为直接射频采样应用设计。该器件采用单核(非交织)ADC架构，具有出色的动态性能和低功耗特性，适用于相控阵雷达、软件定义无线电(SDR)、频谱分析仪等高端应用。

‌关键特性‌：

• 14位分辨率，四通道3GSPS采样率
• 最大输出速率：1.5GSPS
• 噪声频谱密度：
  • 无平均：-156dBFS/Hz
  • 2倍平均：-158dBFS/Hz
• 孔径抖动：50fs
• 低残余相位噪声：-127dBc/Hz@10kHz偏移
• 支持JESD204B串行数据接口(最高13Gbps lane rate)

二、核心架构与性能优势

1. RF采样架构

ADC34RF55支持直接射频采样，输入频率范围可达3GHz。其创新性的单核架构消除了传统交织ADC固有的谐波失真问题，同时提供：

• ‌宽带宽‌：全功率输入带宽(-3dB)达2.75GHz
• ‌高线性度‌：在fIN=1.8GHz/-4dBFS条件下，SFDR HD2,3达68dBc
• ‌灵活配置‌：支持1x/2x内部平均模式，平衡噪声性能与功耗

2. 数字下变频(DDC)系统

每个ADC通道可连接至双波段数字下变频器，提供：

• 复数输出，4x至128x可编程抽取率
• 48位NCO支持相位相干跳频
• 快速频率切换(<1μs)
• 可选实模式(低通滤波)或复模式(频移+滤波)

三、关键技术创新

1. 校准技术

器件采用先进的背景校准机制：

• 专用校准ADC核心实现无中断校准
• 支持温度变化时的动态重校准
• 校准切换时间仅120ns，幅度变化<0.05dB

2. 抖动优化设计

• 可选模拟带外抖动注入(-20dBFS)
• 可配置抖动更新频率(7-11kHz)
• 改善低信号电平下的谐波性能

3. 电源管理系统

• 四电源域独立供电(1.8V/1.2V模拟,1.2V时钟,1.2V数字)
• 功耗仅1.2W/通道(3GSPS全速运行)
• 电源缩放功能支持按采样率调节功耗

四、接口与系统集成

1. JESD204B接口

• 支持Subclass 1确定性延迟
• 8通道配置，最高13Gbps/lane速率
• 灵活LMFS配置(如8-8-2-1单波段模式)

2. 时钟设计要求

• 专用CLKVDD电源引脚(对噪声敏感)
• 建议时钟幅度>1Vpp
• 支持AC/DC耦合输入(100Ω差分终端)

五、典型应用设计指南

1. 前端设计建议

• 采用1:2或1:1巴伦转换单端RF输入
• 推荐巴伦型号：
  • Marki BAL-0009SMG(0.5MHz-9GHz)
  • Mini-Circuits TCM2-43X+(10MHz-4GHz)
• AC耦合电容建议100pF

2. 电源设计

• 推荐两级架构：开关稳压器+LDO
• 关键器件：
  • 第一级：LMx3635 DC/DC转换器
  • 第二级：TPS7A8400 LDO
• 必须单独供电：CLKVDD与DVDD禁止共享

3. 布局要点

• 差分对严格长度匹配(相位误差<2°)
• 电源去耦电容(0.1μF)尽量靠近引脚
• 热焊盘必须焊接至PCB以增强散热

六、性能实测数据

在典型配置(fs=3GSPS，FIN=900MHz，-4dBFS输入)下测得：

• ‌SNR‌：63.3dBFS(2x平均)
• ‌SFDR‌：86dBc(最差杂散)
• ‌无杂散动态范围‌：85dBFS
• ‌IMD3‌：80dBc(两音测试)