ADC3643 双通道、14位、65MSPS、低噪声、超低功耗模数转换器技术手册

ADC364x系列器件是低噪声、超低功耗、14位、10MSPS至65MSPS双通道、高速模数转换器（ADC）。这些器件专为低功耗而设计，可提供–155 dBFS/Hz的噪声频谱密度，并结合出色的线性度和动态范围。ADC364x 提供非常好的直流精度，并支持 IF 采样，使该器件成为各种应用的绝佳选择。高速控制环路受益于仅一个时钟周期的短延迟。ADC在65 MSPS时仅消耗72 mW/ch，功耗在较低的采样率下也能很好地扩展。

ADC364x 使用 DDR 或串行 CMOS 接口输出数据，提供最低功耗的数字接口，并具有最大限度地减少数字互连数量的灵活性。这些器件是具有不同速度等级的引脚兼容系列。这些器件支持–40至+105⁰C的扩展工业温度范围。
*附件：adc3643.pdf

特性

• 双通道
• 14 位 10/25/65 MSPS ADC
• 本底噪声：–155 dBFS/Hz
• 超低功耗，优化功率缩放：29 mW/通道 （10 MSPS） 至 72 mW/通道 （65 MSPS）
• 延迟：1 个时钟周期
• 14 位，无缺失代码
• INL：±0.6 LSB;DNL：±0.2 LSB
• 参考：外部或内部
• 工业温度范围：–40°C 至 +105°C
• 片上数字滤波器（可选）
  • 抽取 2、4、8、16、32
  • 32 位 NCO
• DDR 和串行 CMOS 接口
• 小尺寸：40-VQFN（5 mm × 5 mm）封装
• 1.8V 单电源
• 光谱性能（f 在 = 5 MHz）：
  • 信噪比：79.0 dBFS
  • SFDR：93dBc HD2、HD3
  • SFDR：101-dBFS 最差杂散
• 光谱性能（f 在 = 64 兆赫）：
  • 信噪比：74.0 dBFS
  • SFDR：84dBc HD2、HD3
  • SFDR：90-dBFS 最差杂散

参数

方框图

ADC364x 系列（含 ADC3641/3642/3643）是德州仪器推出的低噪声、超低功耗 14 位双通道高速 ADC，核心优势为宽采样率范围、高动态性能与灵活数字接口，专为高速数据采集、通信基础设施等场景设计。

核心参数与特性

• 分辨率与精度：14 位分辨率，无丢失码；DNL ±0.2 LSB，INL ±0.6 LSB；增益误差最大 ±1% FSR，偏移温漂低至 ±0.01 LSB/°C，DC 精度优异。
• 采样与动态性能：采样率覆盖 10 MSPS（ADC3641）、25 MSPS（ADC3642）、65 MSPS（ADC3643）；噪声谱密度低至 - 155 dBFS/Hz，SNR 最高 79 dBFS，SFDR 最高 101 dBFS，THD 低至 - 88 dBc。
• 供电与封装：单 1.8V 供电（AVDD/IOVDD 1.75V-1.85V）；40 引脚 WQFN 封装（5mm×5mm），带裸露热焊盘；工作温度 - 40°C-105°C，符合工业级温度要求。
• 接口规格：支持 DDR CMOS 并行接口与 2 线 / 1 线 / 1/2 线串行 CMOS 接口；SPI 编程接口（最高 20 MHz），支持寄存器读写与设备配置。

关键功能设计

• 灵活参考电压配置：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），VREF 引脚需就近并联去耦电容优化性能。
• 数字下变频器（DDC）：内置 32 位 NCO 与可编程抽取滤波器，支持 2/4/8/16/32 倍实 / 复抽取，可降低输出数据率并优化抗混叠性能。
• 信号优化设计：集成自动调零电路降低 1/f 噪声，支持差分 / 单端模拟输入与时钟输入；模拟输入带宽达 900 MHz，适配 IF 采样场景。
• 多模式供电与同步：支持全局 / 部分模块断电，降低功耗；PDN/SYNC 引脚可实现设备同步或断电控制，多器件同步便捷。

典型应用场景

• 高速数据采集：工业监测、热成像、光谱分析、雷达系统，满足高带宽低噪声采集需求。
• 通信与射频：软件定义无线电（SDR）、GPS 接收机、通信基础设施，适配 IF 采样与信号解调。
• 测试与测量：仪器仪表、源测量单元（SMU）、电力质量监测，支持高精度高速信号捕获。

设计与使用建议

• 电源与去耦：AVDD 与 IOVDD 需独立供电，就近并联 10µF 钽电容与 0.1µF 陶瓷电容；模拟地与数字地单点连接，降低地环路干扰。
• 输入与时钟配置：模拟输入建议差分驱动，需匹配 0.95V 共模电压；时钟优选低抖动差分输入，单端输入需配置 SPI 寄存器并优化供电。
• 布局注意：模拟信号与数字信号分区域布线，差分信号线长度匹配；VREF/REFBUF 引脚去耦电容靠近器件摆放，热焊盘焊接至 PCB 接地平面。
• 校准与优化：启用自动调零功能提升低频性能；高采样率场景需配置 DLL PDN 寄存器调整采样时间，确保信号采集完整性。