ADC14X250 14 位 250 MSPS 高速模数转换器（ADC）技术文档总结

ADC14X250器件是一款单片单通道高性能模数转换器，能够将模拟输入信号转换为采样率为250 MSPS的14位数字字。该转换器采用差分流水线架构和集成输入缓冲器，可在 –40°C 至 105°C 的扩展温度范围内提供出色的动态性能和低功耗（在器件的 PCB 封装导热垫上测量）。

集成输入缓冲器消除了来自内部开关电容采样电路的电荷反冲噪声，并简化了驱动放大器、抗混叠滤波器和阻抗匹配的系统级设计。还可以调整缓冲器以校正差分输入信号路径的相位和幅度不平衡，以改善偶阶谐波失真。输入采样时钟分频器提供整数分频比，以简化系统时钟。集成的低噪声基准电压源简化了板级设计，无需外部去耦电容器。输出数字数据通过 32 引脚、5 mm × 5 mm WQFN 封装的 JESD204B 子类 1 单通道接口提供。该ADC14X250采用 1.2 V、1.8 V 和 3.0 V 电源供电。SPI可用于配置与1.2V至3V逻辑兼容的器件。
*附件：adc14x250.pdf

特性

• 分辨率：14 位
• 转换率：250 MSPS
• 性能：
  • 输入：240 MHz，–3 dBFS
    • 信噪比：70.1 dBFS
    • 噪声频谱密度：–151.1 dBFS/Hz
    • SFDR：87 分贝
    • 非 HD2 和非 HD3 SPUR：–92 dBFS
  • 无输入信噪比：71.1 dBFS
• 功耗：584 mW
• 性能额定温度高达 105°C（导热垫）
• JESD204B 子类 1 单通道串行数据接口，通道速率高达 5 Gb/s
• 缓冲模拟输入
• 差分输入相位和幅度校正
• 输入采样时钟分频器（1,2,4,8分频）
• 4线串行外设接口（SPI）
• 32引脚WQFN封装（5×5 mm，0.5 mm间距）

参数

方框图

ADC14X250 是德州仪器（Texas Instruments）推出的一款单通道高速高精度模数转换器，核心优势是兼具高采样速率与优异动态性能，采用 JESD204B 串行接口简化数据传输，适用于通信、雷达、测试测量等对速度和精度要求严苛的高频应用场景。

一、核心性能与定位

• 分辨率与采样速率 ：14 位分辨率，最高 250 MSPS 采样率，支持 1/2/4/8 倍输入时钟分频，适配不同系统时钟方案。
• 动态性能 ：240 MHz 输入、-3 dBFS 条件下，SNR 达 70.1 dBFS，SFDR 为 87 dBFS，噪声谱密度低至 - 151.1 dBFS/Hz；3 dB 带宽达 800 MHz，支持高频信号直接采样。
• 功耗与温度适应性 ：典型功耗 584 mW，工作温度范围 - 40℃~105℃（热焊盘测量），结温最高 125℃，满足严苛环境应用需求。

二、关键功能与硬件特性

1. 信号处理与校正

• 集成模拟输入缓冲器，减少电荷回馈噪声，简化驱动放大器和阻抗匹配设计；
• 支持差分输入幅相不平衡校正，优化二次谐波失真（HD2）性能；
• 内置数字高通 IIR 滤波器，可配置 4 种低频频带，用于去除 DC 偏移。

2. 接口与封装

• 数字输出：JESD204B 子类 1 单通道串行接口， lane 速率最高 5 Gb/s，支持 8b/10b 编码、扰码功能；
• 配置接口：4 线 SPI 接口（兼容 1.2V~3V 逻辑），支持寄存器读写和设备配置；
• 封装规格：32 引脚 WQFN 封装（5mm×5mm，0.5mm 引脚间距），底部裸露热焊盘，优化散热性能。

3. 时钟与同步

• 差分时钟输入（CLKIN±），内置 100Ω 差分端接，支持 AC/DC 耦合；
• 提供 SYSREF 信号接口，实现 JESD204B 链路确定性延迟，支持周期性、间隙周期性和单脉冲 SYSREF 信号；
• SYNCb 差分同步输入，用于 JESD204B 链路初始化和重同步。

三、工作模式与配置

• 电源模式 ：支持正常、掉电和休眠模式，掉电 / 休眠模式降低功耗至 38 mW，休眠模式唤醒无需重新校准；
• 数据格式 ：默认二进制补码输出，可通过 SPI 配置为偏移二进制格式；
• 测试模式 ：支持 PRBS7/15/23、斜坡、K28.5 等多种测试图案，便于系统调试。

四、典型应用场景

• 高中频采样接收机、多载波基站接收机（GSM/EDGE、LTE、WiMax 等）；
• 分集 / 多模 / 多频带接收机、数字预失真（DPD）系统；
• 软件无线电（SDR）、雷达、测试测量仪器、便携式仪表。

五、设计关键要点

1. 电源与去耦 ：需为 VA3.0（3V）、VA1.8（1.8V）、VA1.2（1.2V）电源配置 0.1μF+0.01μF 去耦电容，BP2.5 引脚需额外并联 10μF 电容，电容均靠近引脚布局；
2. 信号接口：模拟输入推荐差分端接 50Ω~200Ω，需设计抗混叠滤波器；串行输出 lanes 采用 100Ω 差分传输线，AC 耦合至接收设备；
3. 时钟设计：CLKIN 信号需保证低抖动和足够边沿斜率（建议≥1 V/ns），SYSREF 与 CLKIN 需满足时序要求以实现确定性延迟；
4. 校准与初始化：上电后自动完成 ADC 核心校准，更改采样率或时钟分频比后需手动重新校准。