ADS62Px9/x8 系列双通道高速模数转换器(ADC)产品手册总结

描述

ADS62Px9/x8 是一系列双通道14位和12位A/D转换器,采样率最高可达250 MSPS。它将高动态性能和低功耗结合在紧凑的64 QFN封装中。这使得它非常适合多载波宽带通信应用。

ADS62Px9/x8 具有增益选项,可用于在较低全尺度输入范围内提升 SFDR 性能。它包含一个直流偏移校正环路,可用于取消ADC偏移。同时提供DDR LVDS(双倍数据速率)和并行CMOS数字输出接口。

它包含内部参考,而传统的参考引脚和相关的解耦电容已被取消。不过,该设备也可以用外部参考驱动。该装置在工业温度范围内(–40°C至85°C)内规范。
*附件:ads62p29.pdf

特性

  • 最大采样率:250 MSPS
  • 14位分辨率 – ADS62P49/1 ADS62P48
  • 12位分辨率 – ADS62P29/ADS62P28
  • 总功率:1.25瓦,功率250 MSPS
  • 双数据速率(DDR)LVDS和并行CMOS输出选项
  • 可编程增益最高可编程6dB,用于信噪比/SFDR权衡
  • 直流偏移校正
  • 90dB串扰
  • 支持输入时钟幅度最低至400 mVPP微分
  • 内部与外部参考支持
  • 64-QFN封装(9毫米×9毫米)

参数

MSPS

方框图

MSPS

一、产品核心概述

ADS62Px9/x8 系列是德州仪器推出的高性能双通道模数转换器家族,包含 14 位(ADS62P49/ADS62P48)与 12 位(ADS62P29/ADS62P28)两个分辨率版本,核心优势为高采样速率、宽信号带宽与灵活的输出接口,适用于多载波宽带通信、雷达、软件无线电(SDR)、高速数据采集等场景。工作温度范围为 –40°C 至 85°C,采用 64 引脚 QFN 封装(9mm×9mm),模拟供电 3.15V3.6V(AVDD)、数字供电 1.7V1.9V(DRVDD),总功耗低至 1.25W(250MSPS 时),支持 DDR LVDS 与并行 CMOS 双输出接口,集成可编程增益、直流偏移校正、多模式电源管理等功能,满足高频信号高精度采集需求。

二、关键特性与规格

1. 核心性能参数

  • 分辨率与速率 :14 位版本(ADS62P49/48)与 12 位版本(ADS62P29/28),采样速率最高 250MSPS(ADS62P49/29)、210MSPS(ADS62P48/28);积分非线性误差(INL)±5 LSB,差分非线性误差(DNL)±1.3 LSB,保证单调性;偏移误差 ±20 mV,增益误差 ±1% FSR,温度漂移低(偏移漂移 0.02 mV/°C)。
  • 动态性能:模拟输入带宽 700 MHz(25Ω 源阻抗),无杂散动态范围(SFDR)最高 89.5 dBc(20MHz 输入),信噪比(SNR)最高 73.4 dBFS,总谐波失真(THD)最低 –88.1 dBc;通道间串扰低至 90 dB,双音互调失真(IMD3)–85 dBFS,动态性能适配高频宽带信号采集。
  • 输入与量程:差分输入电压范围 2Vpp(0dB 增益),可编程增益 0dB~6dB(0.5dB 步进),增益提升可优化 SFDR 性能;输入共模电压 1.5V±0.1V,输入差分电阻 > 1MΩ,差分电容 3.5pF,支持低至 400mVpp 差分时钟输入。
  • 功耗与接口:模拟供电电流 280mA350mA,数字供电电流(LVDS 模式)122mA175mA;全局掉电功耗低至 45mW,通道待机唤醒时间 1ms;支持 2 补码 / 偏移二进制数据格式,输出延迟 22 个时钟周期,孔径抖动 145 fs rms。

2. 核心功能

  • 工作模式:双通道独立采样,支持低速率模式(≤80MSPS)与多路复用输出模式(CMOS 接口专属,≤65MSPS);增益可编程,通过牺牲部分 SNR 换取 SFDR 提升,适配不同信号幅度场景。
  • 校正功能:内置直流偏移校正环路,可校正 ±10mV 偏移,校正时间常数可编程(256k~512M 时钟周期),支持添加偏移基座(±32 LSB),确保零漂稳定性。
  • 输出接口:DDR LVDS 接口(最高 250MSPS),每对差分线传输 2 位数据,时钟频率为采样速率的 1/2;并行 CMOS 接口(最高 210MSPS),单引脚传输 1 位数据,支持单独捕获时钟配置。
  • 电源管理:支持全局掉电、单通道待机、输出缓冲禁用等多模式功耗控制,时钟频率低于 1MSPS 自动进入低功耗模式,适配不同功耗需求场景。

三、封装与引脚

1. 封装信息

  • 64 引脚 QFN 封装:尺寸 9mm×9mm×1mm,引脚间距 0.5mm;结到环境热阻 23.0°C/W,结到板热阻 4.2°C/W,底部裸露焊盘需焊接至接地平面,兼顾散热与电气性能;MSL 等级 3,支持 260°C 回流焊(168 小时湿度预处理)。

2. 关键引脚功能

  • 电源与地:AVDD(模拟供电)、DRVDD(数字输出缓冲供电);AGND(模拟地)、DRGND(数字地),多组地引脚需分别连接对应地平面,保证接地阻抗一致。
  • 模拟输入:INP_A/INM_A、INP_B/INM_B(双通道差分模拟输入);VCM(共模电压输出 / 外部参考输入,内部参考模式下输出 1.5V)。
  • 时钟与同步:CLKP/CLKM(差分采样时钟输入,支持正弦波、LVPECL、LVDS、LVCMOS 信号);CLKOUTP/CLKOUTM(LVDS 差分输出时钟)、CLKOUT(CMOS 单端输出时钟)。
  • 控制与接口:RESET(复位输入)、SCLK/SDATA/SEN(串行配置接口)、CTRL1CTRL3(电源管理控制引脚);LVDS 数据输出(DAxP/DAxM、DBxP/DBxM)或 CMOS 数据输出(DA0DA13、DB0~DB13)、SDOUT(串行寄存器读回输出)。

四、工作模式与核心功能

1. 核心工作模式

  • 采样与增益模式:双通道同步采样,增益 0dB~6dB 可编程,增益提升时输入满量程按比例缩小(6dB 增益时满量程 1Vpp),实现 SNR 与 SFDR 权衡。
  • 输出接口模式:DDR LVDS 模式适合高速传输(最高 250MSPS),差分传输降低干扰;CMOS 模式适合低速场景(最高 210MSPS),布线简单;多路复用模式(CMOS 专属)可将双通道数据合并至单总线输出,降低引脚占用。
  • 电源管理模式:全局掉电(全芯片断电,功耗 45mW,唤醒时间 30ms)、通道待机(单通道 ADC 断电,参考与输出缓冲保持,唤醒时间 1ms)、输出缓冲禁用(单独关闭通道输出驱动)。

2. 关键功能细节

  • 串行配置:支持并行配置(RESET 拉高)与串行配置(RESET 拉低),串行接口最高 20MHz 时钟,可配置增益、偏移校正、输出格式、测试图案等参数,支持寄存器读回校验。
  • 测试图案:内置全 0、全 1、交替翻转、数字斜坡、自定义图案等测试模式,方便链路调试;自定义图案可通过寄存器设置 14 位 / 12 位固定输出值。
  • 偏移校正:启用后自动估算并抵消通道直流偏移,校正结果可冻结保存,不影响信号相位,默认禁用,需通过寄存器开启。

五、应用场景与设计支持

1. 典型应用

  • 高频信号采集:软件无线电中的射频信号直接采样、雷达系统回波信号高速采集、宽带通信基站的多载波信号处理。
  • 数据采集系统:高速示波器、瞬态信号记录仪、工业控制中的高频传感器信号采集,适配高实时性数据处理需求。

2. 设计资源

  • 电源与去耦:AVDD 与 DRVDD 需独立供电,每路供电引脚就近配置 0.1μF 陶瓷电容 + 10μF 钽电容去耦,滤除高频噪声。
  • 输入驱动:模拟输入需差分驱动,推荐串联 5Ω~15Ω 电阻抑制寄生振荡;低带宽场景(<100MHz)可添加 R-C-R 滤波吸收采样毛刺,高带宽场景(>300MHz)建议使用传输线变压器驱动。
  • 时钟设计:采样时钟需低抖动,差分驱动优先;支持 AC 耦合,时钟幅度最低 400mVpp(正弦波),占空比 40%~60% 不影响性能。
  • 布局要点:模拟区与数字区严格分离,AVDD/DRVDD 走线远离数字时钟线;LVDS 输出线阻抗匹配 100Ω,差分线对长度一致;裸露焊盘大面积接地,降低热阻。

六、可靠性与订单信息

  • 可靠性保障:ESD 防护等级(人体模型)2kV;绝对最大额定值:AVDD –0.3V3.9V,DRVDD –0.3V2.2V,输入电压 –0.3V~AVDD+0.3V,结温 125°C,满足工业与通信设备的严苛要求。
  • 可订购型号:提供 14 位(ADS62P49IRGCR/IRGCT、ADS62P48IRGCR/IRGCT)与 12 位(ADS62P29IRGCR/IRGCT、ADS62P28IRGCR/IRGCT)型号,卷盘包装(250 片 / 小卷、2000 片 / 大卷),引脚镀层为 NIPDAUAG,符合 RoHS 标准。
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