ADC3660 双通道、16位、0.5MSPS至65MSPS、低噪声、超低功耗模数转换器技术手册

ADC3660器件是一款低噪声、超低功耗、16位、65MSPS双通道、高速模数转换器（ADC）。该器件专为低功耗而设计，可提供–159 dBFS/Hz的噪声频谱密度，并具有出色的线性度和动态范围。该ADC3660提供出色的直流精度，以及IF采样支持，使该器件成为各种应用的绝佳选择。ADC在65 MSPS时仅消耗71 mW/ch，并且功耗在较低的采样率下可以很好地扩展。在旁路模式（高达 31 MSPS）下，输出数据在 1 或 2 个时钟周期后可用。
*附件：adc3660.pdf

该ADC3660使用串行CMOS（SCMOS）接口输出数据，从而最大限度地减少数字互连的数量。该设备支持双车道、单车道和半车道选项。串行化CMOS接口支持250 Mbps的输出速率，在复抽取后转换为15 MSPS（2线）至3.75 MSPS（0.5线）输出速率。因此，ADC3660可以使用内部抽取滤波器在“过采样+抽取”模式下运行，以提高动态范围并放松外部抗锯齿滤波器。

该器件采用 40 引脚 WQFN 封装（5 mm × 5 mm），支持 –40 至 +105⁰C 的扩展工业温度范围。

特性

• 双通道
• 16位65 MSPS ADC（最大输出速率 = 31 Msps）
• 本底噪声：–159 dBFS/Hz
• 超低功耗：65 MSPS 时为 71 mW/ch
• 16 位，无遗漏代码
• INL：±2 LSB;DNL：±0.2 LSB
• 参考：外部或内部
• 输入带宽：900 MHz （3 dB）
• 工业温度范围：–40°C 至 +105°C
• 片内数字下变频器
  • 抽取 2、4、8、16、32
  • 32 位 NCO
• 串行 CMOS 接口
• 1.8V 单电源
• 小尺寸：40-WQFN（5 mm × 5 mm）封装
• 光谱性能（f 在 = 5 MHz）：
  • 信噪比：81.9 dBFS
  • SFDR：88 dBc HD2、HD3
  • SFDR：102 dBFS 最差杂散

参数

方框图

ADC3660 是德州仪器推出的一款 16 位、采样率 0.5 至 65 MSPS 的双通道高速模数转换器（ADC），核心优势为低噪声、超低功耗及出色的线性度与动态范围，适用于多种高频信号采集场景。

核心参数与特性

1. 关键性能：噪声基底低至 - 159 dBFS/Hz，单通道功耗仅 71 mW（65 MSPS 时），无丢失码；INL±2 LSB、DNL±0.2 LSB，DC 精度优异。
2. 信号处理：支持 2、4、8、16、32 倍抽取的片上数字下变频器（DDC），配备 32 位数控振荡器（NCO），可提升动态范围并简化外部抗混叠滤波设计。
3. 接口与供电：采用串行 CMOS（SCMOS）接口，支持 2 线、1 线、半线模式，输出速率最高 250 Mbps；单 1.8V 供电，兼容内部或外部参考电压（外部 1.6V 或 1.2V）。
4. 环境适应性：输入带宽 900 MHz，工作温度范围 - 40°C 至 + 105°C，采用 5mm×5mm 40 引脚 WQFN 封装，占用空间小。

功能模块详解

• 模拟输入：支持差分输入（AC/DC 耦合），共模电压 0.95V，输入阻抗 8 kΩ，配备自动调零功能以优化 1/f 噪声。
• 时钟输入：兼容差分或单端时钟，单端模式可降低功耗，时钟抖动会直接影响 SNR 性能，建议使用低抖动时钟源。
• 数字接口：输出格式支持 14-20 位分辨率调整，可配置二进制补码或偏移二进制格式，支持测试模式（如斜坡、自定义图案）用于接口验证。
• 功耗控制：提供全局断电及分模块断电选项，断电模式下可平衡功耗与唤醒时间，唤醒时间低至 1.7 ms（外部参考时）。

应用场景

适用于数据采集（DAQ）、电机诊断与监控、电能质量分析仪、声纳、雷达、国防无线电、无线通信、实验室仪器及光谱仪等场景，尤其适配需要高频信号采集且对功耗敏感的设备。

设计要点

1. 电源设计：建议采用 “开关稳压器 + LDO” 或优化的开关稳压器方案，AVDD 与 IOVDD 分开供电，减少数字噪声耦合。
2. 布局规范：模拟信号与时钟轨迹需短且匹配，采用差分布线；参考电压引脚需就近放置旁路电容，电源与地采用平面设计。
3. 初始化：上电后需通过硬件或软件复位加载默认配置，校准过程约需 200,000 个时钟周期，之后可通过 SPI 接口配置寄存器。