CYD9689B：兼容AD9689的双通道14位高速ADC技术特性与设计分析摘要

上海宸屿电子CYD9689B是一款双通道14位模数转换器（ADC），可PIN to PIN兼容AD9689，是目前国内性价比最高的AD9689替代产品。CYD9689B支持最高2.6 GSPS采样率与6 GHz模拟输入带宽，集成片上输入缓冲器、数字下变频单元及JESD204B子类1串行接口。本文基于器件技术资料，梳理其模拟输入边界、精度性能、数字链路配置及电源时钟约束，为硬件设计提供参数依据。

模拟输入架构与电气边界

CYD9689B采用多级差分流水线ADC架构，前端集成片上电压缓冲器与采样保持电路，内置数字输出纠错逻辑，支持直接采样最高5 GHz的宽带宽模拟信号。模拟输入为差分缓冲结构，内部共模电压典型值为1.35 V。输入满量程范围支持串行外设接口（SPI）编程，差分可调范围为1.13 Vp-p至2.04 Vp-p，默认配置为1.7 Vp-p。输入缓冲器电流可通过寄存器0x1A4C与0x1A4D调整，用于优化不同工作频率下的无杂散动态范围（SFDR）表现。在环境温度25 ℃的典型测试条件下，2 GSPS与2.6 GSPS两款型号的差分输入电阻均为200 Ω，差分输入电容均为0.25 pF，-3 dB模拟输入带宽均为6 GHz。器件内置0.5 V基准电压源，可通过SPI配置选择内部或外部基准，满量程输入范围也可通过寄存器0x1910进行调整。采样动作在时钟上升沿触发，器件同时集成片上抖动功能与幅度检测位。

直流精度与动态性能指标

直流参数方面，在环境温度25 ℃的典型条件下，CYD9689B-2000（2 GSPS）型号的失调误差为0.09 %FSR，失调匹配为0.067 %FSR，积分非线性（INL）为±6 LSB，微分非线性（DNL）为±0.2 LSB，输入参考噪声为5.1 LSB rms。CYD9689B-2600（2.6 GSPS）型号的失调误差为-0.006 %FSR，失调匹配为0.05 %FSR，积分非线性（INL）为±4 LSB，微分非线性（DNL）为±0.2 LSB，输入参考噪声为5.9 LSB rms。两款型号的分辨率均为14位，内部基准电压源典型值均为0.5 V，默认差分输入电压均为1.7 Vp-p。动态性能方面，在-2 dBFS输入、输入信号频率1.8 GHz、采样率2.6 GSPS的条件下，器件SFDR为55.2 dBFS，信噪比（SNR）为54.5 dBFS；在相同输入幅度与信号频率、采样率2.0 GSPS的条件下，器件SFDR为56.3 dBFS，SNR为54.8 dBFS。器件噪声密度为-152 dBFS/Hz。

数字处理链路与串行接口配置

该器件每通道集成2个宽带数字处理器，片内共包含四个数字下变频器（DDC0至DDC3）。每个DDC集成48位数控振荡器（NCO），支持可变中频（IF）模式、零中频（ZIF）模式与fs/4 IF模式；内置HB1~HB4半带滤波器、TB1/TB2滤波器、FB2滤波器等抽取滤波器组，支持多种抽取倍率配置，可选抽取率包括1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、16、20、24、30、40、48等；增益控制支持0 dB或6 dB可选，同时支持复数到实数的输出转换。器件支持可编程有限长单位冲激响应（FIR）滤波器，可配置为48抽头实数滤波器（I/Q通道）、96抽头实数滤波器、级联24抽头实数滤波器、48抽头半复数滤波器、24抽头全复数滤波器，滤波器系数格式为Q1.15。数字输出采用JESD204B子类1串行接口，可配置为1、2、4或8条串行通道，单通道速率范围为1.6875 Gbps至16 Gbps。接口通过SYSREF±与SYNCINB±引脚支持多器件同步，具备确定性延迟特性；可选加扰功能，加扰多项式为1+x¹⁴+x¹⁵。信号监控方面，器件集成快速阈值检测功能，上/下阈值及驻留时间可编程，检测延迟为72个时钟周期；同时内置信号监控模块，可测量指定时段内输入信号的峰值幅度，结果可通过SPI读取或经JESD204B控制位输出。器件支持多种ADC测试模式，包括固定电平输出、棋盘格模式、PN序列输出、0/1切换、用户输入模式与斜坡输出等。

电源、时钟与封装约束

CYD9689B的电源电压包含0.975 V、1.9 V、2.5 V多个域。在2.6 GSPS采样率的典型条件下，各电源域典型电流分别为：IAVDD1为453.5 mA，IAVDD2为926.5 mA，IAVDD3为133.5 mA，IAVDD1_SR为8 mA，IDVDD为281 mA，IDRVDD1为258 mA，IDRVDD2为19.2 mA，ISPIVDD为0.024 mA。总功耗方面，2 GSPS采样率下总功耗（含输出驱动器）典型值为2.93 W，掉电功耗为532 mW，待机功耗为781 mW；2.6 GSPS采样率下总功耗（含输出驱动器）典型值为3.11 W，掉电功耗为613 mW，待机功耗为911 mW。掉电模式唤醒时间为4 ms，待机模式唤醒时间为2 μs。时钟输入为差分结构（CLK+、CLK-），支持LVPECL/LVDS电平，最高时钟速率为2.6 GHz；内置整数分频时钟，支持1、2、4分频配置，默认启用占空比稳定器。时钟路径支持精细延迟调整（192步）与超精细延迟调整（128步，步长0.25 ps）。器件孔径抖动典型值为72 fs rms，流水线延迟为220个时钟周期，快速检测延迟为72个时钟周期。器件额定环境工作温度范围为−40 ℃至+85 ℃，采用196引脚BGA封装，封装尺寸为12 mm × 12 mm，球距0.8 mm，引脚定义、封装尺寸与寄存器映射与AD9689高度兼容。

总结

CYD9689B具备宽带模拟输入与高速采样能力，集成完整数字信号处理链路与JESD204B高速串行接口，功耗与时钟配置具备灵活性。硬件设计中需关注其多电源域供电要求、输入共模与满量程范围约束，以及高速接口的同步与布线设计。