ADS54RF63 12 位 500/550MSPS 高速模数转换器（ADC）产品手册总结

ADS5463/ADS54RF63 是一种 12 位、500/550 MSPS 的模数转换器（ADC），可同时使用5伏电源和3.3伏电源，同时提供兼容 LVDS 的数字输出。该ADC属于一系列12位、13位和14位ADC，运行频率范围为210 MSPS。ADS5463/ADS54RF63输入缓冲器隔离了板载轨道和保持（T&H）内部的切换，避免干扰信号源，同时提供高阻抗输入。
*附件：ads54rf63.pdf

当模拟输入频率超过~350 MHz或需要高达550 MSPS时，ADS54RF63相比ADS5463提供更优的SFDR。

ADS5463/ADS54RF63提供TQFP-80 PowerPAD™封装。ADS5463/ADS54RF63基于德州仪器互补双极工艺（BiCom3）构建，并适用于整个工业温度范围（-40°C至85°C）。

特性

• 12位分辨率
• 片上模拟缓冲
• ADS5463：500 MSPS
• ADS5463 SFDR：300 MHz f频率时77dBc在
• ADS54RF63：550 MSPS
• ADS54RF63 SFDR：900 MHz f 频率下 70dBc在
• 2.3 GHz 输入带宽
• LVDS兼容输出
• 极低延迟：3.5个时钟周期
• 高模拟输入摆幅无损伤，> 10 VPP差分交流信号
• 总功耗：2.2瓦
• 80针TQFP PowerPAD封装（14毫米×14毫米封装）
• 工业温度范围：-40°C至85°C
• 引脚相似/兼容12位、13位和14位系列：ADS5440/ADS5444/ADS5474
• 应用
  • 测试与测量仪器
  • 软件定义无线电
  • 数据采集
  • 功率放大器线性化
  • 通信仪器
  • 雷达

参数

一、产品核心概述

ADS5463/ADS54RF63 是德州仪器推出的两款高性能单通道高速 ADC，核心优势为超宽带输入、低延迟与高动态性能。ADS5463 最高采样率 500MSPS，ADS54RF63 达 550MSPS（高频输入场景性能更优），分辨率均为 12 位，工作温度范围 -40°C~85°C，采用 80-TQFP PowerPAD™ 封装（14mm×14mm），供电为 5V（模拟）与 3.3V（模拟 / 数字），集成片上模拟缓冲器、LVDS 输出接口，适用于测试测量仪器、软件无线电、雷达、功率放大器线性化等高速高带宽数据采集场景。

二、关键特性与规格

1. 核心性能参数

• 分辨率与线性度 ：12 位无丢失码，微分非线性（DNL）±0.95LSB，积分非线性（INL）±4.5LSB（ADS54RF63 550MSPS）；偏移误差 ±11mV，偏移温漂 0.0005mV/°C，增益误差 ±5% FS。
• 动态性能：输入带宽 2.3GHz，300MHz 输入时 ADS5463 SFDR 77dBc、ADS54RF63 78dBc；900MHz 输入时 ADS54RF63 SFDR 70dBc（远超 ADS5463 的 55.5dBc）；SNR 典型 64.7dBFS（10MHz 输入），双音互调失真（IMD3）最高 96.1dBFS。
• 输入与参考：差分输入范围 2.2Vpp，共模电压 2.4V；支持内部（2.4V 标称）/ 外部参考，输入阻抗 1kΩ，输入电容 2.3pF。
• 功耗与延迟：总功耗 2.2~2.5W，孔径延迟 200ps，孔径抖动 150fs rms；数据延迟仅 3.5 个时钟周期，为高速系统提供实时响应。

2. 核心功能

• 超宽带输入：片上模拟缓冲器隔离内部开关噪声，输入带宽覆盖 2.3GHz，支持 >10Vpp 差分交流信号输入而不损坏，适配高频射频（RF）信号直接采样。
• 低噪声与抗干扰：电源抑制比（PSRR）85dB，共模抑制比（CMRR）90dB（10MHz），有效抑制电源噪声与共模干扰；空闲通道噪声仅 0.7~0.8LSB rms。
• 灵活输出与指示：12 路 LVDS 兼容输出（偏移二进制格式），含数据就绪（DRY）与过范围（OVR）指示；DRY 信号为源同步时钟，支持 DDR 模式捕获数据。
• 高频优化：ADS54RF63 针对 350MHz 以上高频输入优化，SFDR 性能显著优于 ADS5463，更适合超宽带通信、雷达等高频场景。

三、封装与引脚

1. 封装信息

• 80-TQFP PowerPAD™ 封装：外露热焊盘（6.15mm×6.15mm~7.5mm×7.5mm）接 AGND 优化散热；MSL 等级 4，支持 260°C 回流焊，符合 RoHS 标准，ESD 防护等级 2kV（人体模型）。

2. 关键引脚功能

• 电源与地：AVDD5（5V 模拟供电）、AVDD3（3.3V 模拟供电）、DVDD3（3.3V 数字 / 输出供电）、AGND/DGND（模拟 / 数字地），需就近并联 0.1μF 陶瓷电容去耦。
• 输入与参考：AIN/AIN（差分模拟输入对）、VREF（参考电压输入 / 输出，需并联 0.1μF 滤波电容）。
• 控制与输出：CLK/CLK（差分时钟输入，上升沿触发转换）、D0~D11（LVDS 数据输出，D11 为 MSB）、DRY/DRY（数据就绪 LVDS 对）、OVR/OVR（过范围指示 LVDS 对）。

四、工作模式与核心功能

1. 核心工作模式

• 采样模式：单通道流水线架构，采样率 20MSPS（ADS5463）/40MSPS（ADS54RF63）500/550MSPS，时钟支持差分（0.53.5Vpp）或单端输入， duty cycle 兼容 40%~60%。
• 输出模式：LVDS 差分输出（100Ω 端接），DRY 频率为时钟频率的 1/2，数据在 DRY 上升 / 下降沿更新，支持多片同步采集。
• 过范围处理：输入超 2.2Vpp 时输出钳位至全 0 或全 1，OVR 信号置高，方便系统增益动态调整。

2. 关键功能

• 片上缓冲器：隔离输入源与内部采样开关，降低对信号源的负载影响，提升高频输入时的信号完整性。
• 外部参考校准：支持通过 VREF 引脚外接参考电压，实现信号增益微调（约 -0.3dB/100mV），适配多设备同步场景。
• 低延迟设计：3.5 个时钟周期的极短延迟，满足雷达、实时信号处理等对响应速度要求严苛的应用。

五、应用场景与设计支持

1. 典型应用

• 测试测量：高速示波器、频谱分析仪、数据采集卡（DAQ）。
• 通信与雷达：软件无线电（SDR）、5G 基站、脉冲雷达信号采集、卫星通信接收端。
• 工业与国防：功率放大器线性化、电子战系统、精密仪器高速数据采集。

2. 设计资源

• 电源与去耦：模拟与数字电源分开布线，每个电源引脚就近放置 0.1μF 陶瓷电容；外露热焊盘必须焊接到接地平面，通过 6×6 阵列热过孔增强散热。
• 布局要点：输入与时钟走线远离数字信号线，LVDS 输出采用 100Ω 差分阻抗控制，走线长度匹配；高频应用时时钟需低抖动源（如 CDC7005），推荐差分时钟输入以抑制共模噪声。
• 输入驱动：支持变压器（单端转差分）、THS9001（RF 增益放大器）、THS4509（差分放大器）等驱动方案；高频输入推荐差分驱动，确保信号完整性。
• 时钟设计：时钟抖动直接影响动态性能，450MHz 输入时推荐时钟 rms 抖动 ≤181fs；时钟幅度建议 ≥0.5Vpp，高频场景优先选择 ≥3Vpp 差分时钟。

六、可靠性与订单信息

• 可靠性保障：绝对最大额定值：AVDD5 5.25V，引脚电压 -0.3V~AVDD5+0.3V，结温 150°C；85°C 无气流环境下，2.4W 功耗时结温约 142°C，建议通过气流或散热片降低结温以延长寿命。
• 可订购型号：ADS5463IPFP（托盘 96 片）、ADS5463IPFPR（卷盘 1000 片）；ADS54RF63IPFP（托盘 96 片）、ADS54RF63IPFPR（卷盘 1000 片），引脚镀层 NIPDAU，支持国防、航空航天增强版本（ADS5463-EP/SP）。