Texas Instruments ADC34RF52 14位RF采样模数转换器（ADC）是一款单核14位、1.5GSPS、四通道ADC，支持RF采样，输入频率高达2.5GHz。该设计的噪声频谱密度为-153dBFS/Hz，最大限度地提高了信噪比（SNR）。通过使用额外的内部ADC和片上信号平均，噪声密度可提高到-156dBFS/Hz。

数据手册：*附件：Texas Instruments ADC34RF52 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 ADC34RF52支持具有子类1确定性延迟的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时的功耗为0.73W/ch，并以较低的采样率提供功率调节。

特性

• 14位四通道1.5GSPS ADC
• 噪声频谱密度
  • 未求平均值时为-153dBFS/Hz
  • 取2次平均值时为-156dBFS/Hz
• 单核（非交错）ADC架构
• 孔径抖动：50fs
• 低近端残留相位噪声：-133dBc/Hz（10kHz偏移时）
• 频谱性能（fIN =900MHz，-4dBFS）
  • 2x内部平均
  • SNR：65.2 dBFS
  • SFDR HD2/3：74dBc
  • SFDR最严重毛刺：90dBFS
• 满量程输入：1.0/1.1Vpp（1/1.8dBm）
• 全功率输入带宽（-3dB）：1.6GHz
• 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：0.73W/通道（1xAVG）
• 电源：1.8V、1.2V

功能框图

德州仪器ADC34RF52：14位1.5GSPS射频采样ADC的技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)的ADC34RF52是一款高性能四通道14位1.5GSPS射频采样模数转换器，采用单核(非交织)ADC架构，专为直接射频采样应用设计。该器件具有出色的噪声性能(-153dBFS/Hz噪声谱密度)和低残余相位噪声(-133dBc/Hz@10kHz偏移)，特别适合雷达、频谱分析和软件定义无线电等高要求应用。

二、关键特性

1. 射频采样性能

• ‌14位分辨率‌，四通道1.5GSPS采样率
• ‌直接射频采样‌支持高达2.5GHz的输入频率
• ‌噪声谱密度‌：-153dBFS/Hz(无平均)，-156dBFS/Hz(2倍平均)
• ‌孔径抖动‌：50fs
• ‌全功率输入带宽‌：1.6GHz(-3dB)
• ‌输入满量程‌：1.0/1.1Vpp(1/1.8dBm)

2. 数字处理功能

• ‌ 片上数字下变频器(DDC) ‌：每通道最多两个DDC
• ‌复数输出‌：支持4x至128x抽取
• ‌48位NCO‌：支持相位相干频率跳变
• ‌快速频率跳变‌：<1μs切换时间

3. 接口与功耗

• ‌JESD204B串行数据接口‌：最高13Gbps通道速率
• ‌功耗‌：0.73W/通道(1x平均模式)
• ‌电源电压‌：1.8V和1.2V

三、应用领域

ADC34RF52特别适合以下应用场景：

• ‌相控阵雷达系统‌
• ‌频谱分析仪‌
• ‌ 软件定义无线电(SDR) ‌
• ‌电子战系统‌
• ‌高速数字化仪‌
• ‌通信基础设施‌

四、架构与功能详解

1. 模拟输入设计

ADC34RF52采用非缓冲模拟输入设计以降低功耗，标称差分输入阻抗为100Ω。器件提供了两种内部ADC核心配置选项：

• ‌单ADC模式‌：标准工作模式，功耗最低
• ‌双ADC平均模式‌：启用额外ADC核心进行数字平均，改善噪声性能

输入带宽和满量程范围可通过SPI寄存器配置，支持100Ω或50Ω差分终端匹配。

2. 时钟子系统

器件采用专为低残余相位噪声设计的时钟路径，需要专用低噪声电源供电。关键特性包括：

• 内部残余时钟相位噪声敏感度低
• 建议时钟幅度大于1Vpp以获得最佳性能
• 100Ω差分内部终端匹配
• 支持500MHz至1.5GHz输入时钟频率

3. 数字下变频器(DDC)

每个ADC通道可连接至双波段数字下变频器，主要特点：

• 支持‌复数抽取‌(80%通带带宽)和‌实数抽取‌(40%通带带宽)
• 抽取因子从4x到128x可编程
• 48位NCO支持精确频率调谐
• 提供20位输出模式以避免高抽取率下的量化噪声限制

4. JESD204B接口

支持JESD204B子类1确定性延迟，关键配置选项：

• 最多8个通道，最高13Gbps速率
• 支持多种LMFS配置模式
• 可编程测试模式(PRBS、斜坡等)
• 支持通道重映射和输出多路复用

五、设计考虑因素

1. 前端设计建议

• 推荐使用1:2或1:1巴伦变压器将单端RF输入转换为差分信号
• 巴伦输出应通过100pF电容AC耦合至ADC输入
• 选择具有良好幅度(<2dB)和相位平衡(<2度)的巴伦
• 背对背巴伦配置通常可提供更好的SFDR性能

2. 时钟设计要点

• 时钟输入必须AC耦合至器件
• 需要低抖动(<50fs)时钟源以实现额定SNR性能
• 建议使用带通滤波器减少宽带时钟噪声
• 对于多器件系统，推荐使用LMK04828/32系列时钟发生器

3. 电源设计

ADC34RF52需要四种电源：

• ‌AVDD18‌、‌AVDD12‌和‌CLKVDD‌：为模拟和时钟电路供电
• ‌DVDD‌：为数字逻辑和JESD204B接口供电

推荐采用两级调节架构：

1. 高效率开关稳压器作为第一级
2. 低噪声LDO(如TPS7A8400)作为第二级

六、典型应用配置

宽带射频采样接收机设计

1. ‌输入信号路径‌：
   • 使用适当带限滤波器抑制接收信号中的不需要频率
   • 采用1:2或1:1巴伦转换为差分信号
   • 100pF AC耦合电容
2. ‌时钟系统‌：
   • 低抖动时钟发生器(如LMK04832)
   • 带通滤波去除宽带噪声
3. ‌数字接口‌：
   • 配置JESD204B接口参数(LMFS模式)
   • 实现与FPGA的可靠数据连接

七、性能表现

在典型工作条件下(FS=1.5GSPS，FIN=900MHz)：

• ‌SNR‌：65.2dBFS(1x平均)，67.9dBFS(2x平均)
• ‌SFDR‌：74dBc(HD2,3)，90dBFS(最差杂散)
• ‌IMD3‌：81dBFS(双音测试)