ADC3583 单通道、18位、65MSPS、低噪声、超低功耗、低延迟ADC技术手册

ADC358x 是一款低噪声、超低功耗 18 位 65 MSPS 高速 ADC 系列。它专为低噪声性能而设计，可提供 -160 dBFS/Hz 的噪声频谱密度以及出色的线性度和动态范围。ADC358x 提供非常好的直流精度以及 IF 采样支持，使其适用于广泛的应用。高速控制环路受益于低至1个时钟周期的短延迟。ADC在65 Msps时仅消耗119 mW，其功耗在较低采样率下可很好地扩展。

ADC358x 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的数量。该设备支持单通道和双通道选项。ADC358x 是一个引脚对引脚兼容系列，具有不同的速度等级。它采用 40 引脚 QFN 封装 （5 x 5 mm），支持 -40 至 +105⁰C 的扩展工业温度范围。
*附件：adc3583.pdf

特性

• 18 位 10/25/65 MSPS ADC
• 本底噪声：-160 dBFS/Hz
• 超低功耗，优化功率缩放：77 mW （10 MSPS） 至 119 mW （65 MSPS）
• 延迟：1个时钟周期（1线SLVDS）
• 指定的 18 位，无缺失代码
• INL/DNL：±7/ ±0.7 LSB（典型值）
• 参考：外部或内部
• 输入带宽：900 MHz （3dB）
• 工业温度范围：-40 至 +105°C
• 片上数字滤波器（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）
• 小尺寸：40-WQFN （5x5 mm） 封装
• 光谱性能 （f 在 = 1 MHz）：
  • 信噪比：84.5 dBFS
  • SFDR：95 dBc HD2、HD3
  • SFDR：100 dBFS 最差支线
• 光谱性能 （f 在 = 20 兆赫）：
  • 信噪比：83.5 dBFS
  • SFDR：90 dBc HD2、HD3
  • SFDR：95 dBFS 最差支线

参数

方框图

ADC358x 系列是德州仪器推出的 18 位高速低功耗 ADC 家族，包含 ADC3581（10 MSPS）、ADC3582（25 MSPS）、ADC3583（65 MSPS）三款型号，核心优势为超低噪声、高分辨率与灵活的数字下变频功能，适配高精度高速数据采集、软件无线电、频谱分析等对分辨率和动态范围要求严苛的场景。

核心参数与特性

• 分辨率与采样率：均为 18 位分辨率，无失码；采样率覆盖 10-65 MSPS，INL 典型值 ±7 LSB，DNL 典型值 ±0.7 LSB。
• 噪声与动态性能：噪声谱密度低至 - 151.5 dBFS/Hz（ADC3581）至 - 160 dBFS/Hz（ADC3583）；SNR 典型值 84.5 dBFS，SFDR 典型值 90 dBc，支持 IF 采样。
• 输入与参考：模拟输入带宽 900 MHz（-3 dB），差分输入满量程 3.2 Vpp；支持内部 1.6V 参考、外部 1.6V 参考或外部 1.2V 参考（经内部缓冲放大）。
• 工作条件：单电源 1.8V 供电（AVDD/IOVDD），功耗 77 mW（10 MSPS）至 122 mW（65 MSPS）；工作温度–40°C 至 + 105°C，采用 40 引脚 WQFN 封装（5mm×5mm）。
• 接口与延迟：串行 LVDS 接口（支持 2 线 / 1 线 / 1/2 线模式），输出分辨率可配置为 14/16/18/20 位；延迟低至 1-2 个时钟周期。

关键功能设计

• 信号链架构：无缓冲模拟输入设计，支持单端 / 差分输入；内置自动调零前端放大器，降低 1/f 噪声，提升低频率信号采集精度。
• 数字信号处理：集成可编程数字下变频器（DDC），支持 2/4/8/16/32 倍实 / 复抽取；32 位 NCO 支持频率细调，双 DDC 架构可实现双频段独立抽取。
• 灵活配置：支持 SPI 编程与引脚配置，可设置输出格式（二进制补码 / 偏移二进制）、数据位映射与扰码功能；提供斜坡 / 自定义测试图案，便于系统调试。
• 电源与功耗：支持全局断电与部分模块断电模式，断电功耗低至 5 mW；LVDS 接口支持半摆幅输出，进一步降低功耗。

典型应用场景

• 测试测量：频谱分析仪、功率质量分析仪、源测量单元（SMU），满足高精度信号采集需求。
• 通信与雷达：软件无线电（SDR）、通信基础设施、雷达 / 声纳系统，适配宽频段信号采样与处理。
• 工业与仪器：高速数据采集系统、工业监控、控制环路、光谱分析，适配高动态范围测量场景。

设计与使用建议

• 电源与去耦：AVDD 与 IOVDD 需独立供电，建议搭配低噪声 LDO 或 EMI 滤波器；参考引脚（VREF/REFBUF）就近并联 10 µF 与 0.1 µF 去耦电容，降低参考噪声。
• 输入与时钟：模拟输入需匹配 0.95V 共模电压，建议根据输入频率添加采样毛刺滤波器（DC-30 MHz 用 180nH 电感，30-70 MHz 用 120nH 电感）；时钟优先选择低抖动差分输入，长距离传输需终端匹配。
• 布局要求：模拟信号与数字信号分区域布线，差分信号线长度匹配；暴露热焊盘需焊接至 PCB 接地平面，提升散热效率，避免结温过高。
• 校准与同步：上电后需硬件复位初始化寄存器，校准周期约 200000 个时钟周期；多器件同步可通过 PDN/SYNC 引脚或 SPI 指令实现，抽取模式下需同步时钟分频器。