Texas Instruments ADC356x低噪声低功耗模数转换器 (ADC) 是低噪声超低功耗16位10MSPS至65MSPS高速ADC。这些器件的噪声频谱密度为–158dBFS/Hz，具有出色的线性度和动态范围，设计用于实现低功耗。ADC356x具有良好的直流精度和IF采样支持，因此适合用于各种应用。仅一个时钟周期的短延迟对高速控制环路有益。ADC功耗随采样速率降低，65MSPS时仅消耗122mW。

数据手册：*附件：Texas Instruments ADC356x低噪声低功耗ADC数据手册.pdf

Texas Instruments ADC356x使用串行LVDS (SLVDS) 接口输出数据，从而最大限度地减少数字互连数量。该器件支持双通道、单通道和半通道选项。ADC356x和ADC358x是引脚对引脚兼容系列，具有16位和18位分辨率以及不同速度等级。这些器件采用40引脚QFN封装 (5mm x 5mm)，支持-40⁰C至+105⁰C扩展工业温度范围。

特性

• 16位10MSPS至65MSPS ADC
• 噪声本底：–158dBFS/Hz
• 低功耗：77mW (10MSPS) 至122mW (65MSPS)
• 一个时钟周期（1线SLVDS）延迟
• 指定16位，无失码
• INL：± 3LSB；DNL：±0.7LSB
• 基准（外部或内部）
• 900MHz (3dB) 输入带宽
• -40°C至+105°C工业温度范围
• 片上双频带数字滤波器（可选）
  • 抽取2、4、8、16、32
  • 32位NCO
• 串行LVDS数字接口（2线、1线和1/2线）
• 40-WQFN (5mm × 5mm) 小尺寸封装
• 频谱性能 (fIN = 10MHz)
  • SNR: 81.9dBFS
  • SFDR：95dBc HD2、HD3
  • SFDR：100dBFS最差杂散

功能框图

ADC356x系列16位高速ADC技术解析与应用指南

一、产品核心特性

ADC356x是德州仪器推出的高性能16位模数转换器系列，包含ADC3561(10MSPS)、ADC3562(25MSPS)和ADC3563(65MSPS)三款型号。该系列采用WQFN-40封装(5×5mm)，具有以下突出特性：

• ‌超低噪声性能‌：
  • 噪声基底达-158dBFS/Hz(ADC3563)
  • SNR达82dBFS(10MHz输入时)
  • 无杂散动态范围(SFDR)达95dBc
• ‌卓越的能效比‌：
  • 65MSPS时功耗仅122mW
  • 功耗随采样率线性下降(10MSPS时77mW)
  • 支持1/2摆幅LVDS接口进一步降低功耗
• ‌灵活的接口配置‌：
  • 支持2线/1线/半线SLVDS输出
  • 输出数据速率最高1000Mbps
  • 1.8V逻辑兼容控制接口

二、关键技术创新

1. 集成数字下变频器(DDC)

ADC356x集成了可编程数字下变频器，支持：

• 实数/复数模式可选
• 2/4/8/16/32倍可编程抽取
• 32位数控振荡器(NCO)
• 双通道独立调谐能力
• 输出带宽最高达26MHz(2倍抽取时)

2. 低延时架构

• 模拟输入到数据输出仅1时钟周期延时(1线SLVDS模式)
• 快速唤醒时间：
  • 差分时钟模式下12.9μs(内部参考)
  • 单端时钟模式下15.9μs(外部参考)

3. 精密参考系统

提供三种参考电压配置方案：

• 内部1.6V参考(默认)
• 外部1.6V直接输入
• 外部1.2V经内部缓冲放大

三、典型应用设计

1. 频谱分析仪前端电路

‌推荐配置‌：

• 采用THS4541 FDA驱动
• 33Ω+180nH+100pF采样开关滤波器
• 1.2V外部参考电压方案
• 复数模式8倍抽取
• 2线SLVDS输出接口

‌性能指标‌：

• 输入带宽：DC-20MHz
• 输出数据率：8.125MSPS(65MSPS输入时)
• SNR：81dBFS@10MHz输入
• SFDR：91dBc@10MHz输入

2. 多通道同步系统

‌同步方案‌：

• 使用PDN/SYNC引脚实现多器件同步
• 同步信号建立时间500ps(相对采样时钟上升沿)
• 支持SPI软件同步触发
• 同步精度<1ns

四、PCB设计要点

1. ‌电源处理‌：
   • 每个AVDD引脚配置10μF+0.1μF去耦电容
   • 采用星型拓扑连接电源网络
   • 1.8V模拟/数字电源分离设计
2. ‌信号完整性‌：
   • 时钟走线使用100Ω差分对
   • 匹配长度控制在±50ps以内
   • 避免在关键路径上使用过孔
3. ‌热管理‌：
   • 40引脚WQFN封装θJA=30.7°C/W
   • 满负载时确保环境温度<85°C
   • 推荐使用4层板设计

五、性能对比分析

参数	ADC3563(65MSPS)	竞品A(16位60MSPS)	优势说明
功耗	122mW	150mW	能效提升23%
噪声密度	-158dBFS/Hz	-155dBFS/Hz	信噪比提升3dB
封装尺寸	5×5mm WQFN	7×7mm QFN	占板面积减少49%
数字接口选项	2/1/0.5线	仅2线	布线灵活性更高

六、寄存器配置要点

1. ‌关键寄存器组‌：
   • 0x07：输出接口映射配置
   • 0x19：帧时钟设置
   • 0x25：抽取因子选择
   • 0x2A-0x34：NCO频率设置
2. ‌配置流程示例‌(复数8倍抽取)：
   • 加载输出接口位映射(0x07→0x6C)
   • 执行E-Fuse加载(0x13→0x01)
   • 设置帧时钟源(0x19→0x80)
   • 启用DDC(0x24→0x06)
   • 配置8倍复数抽取(0x25→0x30)

七、行业应用案例

1. ‌5G通信测试设备‌：
   • 支持IF采样达900MHz
   • 复数抽取降低FPGA处理负担
   • 多器件同步实现MIMO测试
2. ‌工业振动监测‌：
   • 16位无失码保证测量精度
   • 内置抗混叠滤波器简化设计
   • -40°C至+105°C工业温度范围
3. ‌医疗超声成像‌：
   • 1周期低延时提升系统响应
   • 可编程增益补偿传输损耗
   • 多通道相位一致性<1°