ADC12DJ5200RF 具有双通道 5.2 GSPS 或单通道 10.4 GSPS 的射频采样 12 位 ADC技术手册

ADC12DJ5200RF器件是一款射频采样、千兆采样、模数转换器 （ADC），可直接对从 DC 到 10GHz 以上的输入频率进行采样。ADC12DJ5200RF可配置为双通道 5.2GSPS ADC 或单通道 10.4GSPS ADC。支持高达 10GHz 的可用输入频率范围，可对频率捷变系统进行 L 波段、S 波段、C 波段和 X 波段的直接射频采样。
*附件：adc12dj5200rf.pdf

该ADC12DJ5200RF采用高速JESD204C输出接口，具有多达 16 个串行通道，支持高达 17.16Gbps 的线速。通过JESD204C子类 1 支持确定性延迟和多设备同步。JESD204C接口可以配置为权衡线路速率和通道数。支持 8b/10b 和 64b/66b 数据编码方案。64b/66b 编码支持前向纠错 （FEC），以提高误码率。该接口向后兼容JESD204B接收器。

创新的同步功能，包括无噪声孔径延迟调整和 SYSREF 窗口，简化了多通道应用的系统设计。可选的数字下变频器（DDC）可用于提供基带的数字转换并降低接口速率。可编程FIR滤波器允许片内均衡。

特性

• ADC内核：
  • 12 位分辨率
  • 单通道模式下高达 10.4GSPS
  • 双通道模式下高达 5.2GSPS
• 性能规格：
  • 本底噪声（–20dBFS，VFS = 1VPP-DIFF）：
    • 双通道模式：–151.8dBFS/Hz
    • 单通道模式：–154.4dBFS/Hz
  • ENOB（双通道，FIN = 2.4GHz）：8.6位
• VCMI为0V的缓冲模拟输入：
  • 模拟输入带宽 （–3dB）：8GHz
  • 可用输入频率范围：> 10GHz
  • 满量程输入电压（VFS，默认）：0.8VPP
• 无噪声孔径延迟 （tAD） 调节：
  • 精确采样控制：19fs 步长
  • 简化同步和交错
  • 温度和电压不变延迟
• 易于使用的同步功能：
  • 自动 SYSREF 定时校准
  • 样品标记的时间戳
• JESD204C串行数据接口：
  • 最大通道速率：17.16Gbps
  • 支持 64b/66b 和 8b/10b 编码
  • 8b/10b 模式JESD204B兼容
• 可选数字下变频器 （DDC）：
  • 4 倍、8 倍、16 倍和 32 倍复数抽取
  • 每个DDC有四个独立的32位NCO
• 峰值射频输入功率（差分）：+26.5dBm（+ 27.5dBFS，560倍满量程功率）
• 用于均衡的可编程 FIR 滤波器
• 功耗：4W
• 电源：1.1V、1.9V

参数

方框图

ADC12DJ5200RF 是德州仪器推出的 12 位 RF 采样 ADC，核心优势为超高采样率、宽输入带宽与灵活多模式配置，专为高速信号采集场景设计，支持直接采样 DC 至 10GHz 以上频率信号。

核心参数与特性

• 分辨率与采样：12 位分辨率无失码，单通道模式最高 10.4GSPS、双通道模式最高 5.2GSPS；支持双沿采样（DES），单通道模式采样率为时钟频率的 2 倍。
• 输入与带宽：模拟输入带宽 8GHz（-3dB），可用频率范围超 10GHz；差分输入满量程电压默认 0.8VPP，可通过寄存器调整；输入阻抗 50Ω（单端），支持 AC/DC 耦合。
• 动态性能：单通道模式噪声底 - 154.4dBFS/Hz，双通道模式 - 151.8dBFS/Hz；ENOB 最高 8.6 位，CMRR 与干扰抑制能力优异。
• 供电与封装：模拟供电 1.1V（VA11）、1.9V（VA19），数字供电 1.1V（VD11）；功耗约 4W；采用 144 引脚 FCBGA 封装（10mm×10mm），工作温度 - 40°C-85°C。
• 接口规格：JESD204C 串行接口，支持 16 条 lanes，最高线速率 17.16Gbps；兼容 8B/10B（JESD204B 兼容）与 64B/66B 编码，64B/66B 模式支持前向纠错（FEC）。

关键功能设计

• 多模式配置：支持单通道、双通道、双输入单通道三种核心工作模式，通过 JMODE 寄存器可配置 71 种细分模式，涵盖不同 lanes 数、抽取率组合。
• 同步与校准：支持无噪声孔径延迟调整（19fs 步进），简化多器件同步；SYSREF 窗口化与自动校准功能，保障确定性延迟；提供前景 / 背景两种校准模式，背景校准不中断数据采集。
• 数字信号处理：可选数字下变频器（DDC），支持 4x/8x/16x/32x 复数抽取；每通道 4 个独立 32 位 NCO，支持快速跳频与相位同步；集成可编程 FIR 滤波器，用于信号均衡。
• 监控与保护：内置过范围检测（双阈值）、温度监测二极管、FIFO 溢出 / 下溢报警；具备 CRC-12 错误检测与 FEC 错误校正功能，提升数据可靠性。

典型应用场景

• 测试测量：示波器、宽带数字化仪、通信测试仪（802.11ad、5G），满足宽频段高精度信号采集需求。
• 电子 warfare 与通信：电子情报（ELINT）、信号情报（SIGINT）、卫星通信（SATCOM），适配高频信号直接采样。
• 软件无线电：RF 采样软件无线电（SDR）、频谱分析，支持 L 波段、S 波段、C 波段、X 波段信号直接采集。

设计与使用建议

• 电源与去耦：模拟电源与数字电源需独立供电，就近并联低 ESR 去耦电容；模拟地与数字地单点连接，降低干扰。
• 输入与时钟：时钟建议 AC 耦合，优先选择低抖动差分输入；长距离传输需终端匹配，避免过冲与毛刺。
• 布局注意：采用独立接地平面，模拟与数字信号分区域布线；热焊盘需焊接至 PCB 接地平面，优化散热；高速信号传输线需控制阻抗与长度匹配。
• 校准与同步：上电后建议执行前景校准，温度变化较大时需重新校准；多器件同步需共享 SYSREF 信号并匹配传输路径长度，通过 JESD204C 子类 1 实现确定性延迟。