該ADC34RF52是一款單核14位、1.5GSPS、四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），支持輸入頻率高達(dá)2.5 GHz的射頻采樣。該設(shè)計最大限度地提高了信噪比 （SNR），并提供了 -153 dBFS/Hz 的噪聲頻譜密度。使用額外的內(nèi)部 ADC 和片上信號平均，噪聲密度提高到 -156 dBFS/Hz。

每個ADC通道都可以使用支持相位相干跳頻的48位NCO連接到雙頻數(shù)字下變頻器（DDC）。使用GPIO引腳進(jìn)行NCO頻率控制，可以在不到1 μs的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)跳頻。
*附件：adc34rf52.pdf

該ADC34RF52支持具有子類 1 確定性延遲的 JESD204B 串行數(shù)據(jù)接口，數(shù)據(jù)速率高達(dá) 13 Gbps。每個ADC通道只有2個serdes通道。

高能效ADC架構(gòu)在1.5GSPS時功耗為0.73 W/ch，并以較低的采樣率提供功率縮放。

特性

• 14位、四通道1.5GSPS ADC
• 噪聲頻譜密度：
  • -153 dBFS/Hz，無平均值
  • -156 dBFS/Hz，2 倍平均
• 單核（非交錯）ADC架構(gòu)
• 孔徑抖動：50 fs
• 低近距離殘余相位噪聲：
  • 10 kHz 偏移時為 -133 dBc/Hz
• 光譜性能（f 在 = 900 MHz，-4 dBFS）：
  • 2 倍內(nèi)部平均
  • 信噪比：65.2 dBFS
  • SFDR HD2,3：74 dBc
  • SFDR 最差雜散：90 dBFS
• 輸入滿量程：1.0/1.1Vpp （1/1.8 dBm）
• 全功率輸入帶寬 （-3 dB）：1.6 GHz
• JESD204B串行數(shù)據(jù)接口
  • 最大通道速率：13 Gbps
  • 支持子類 1 確定性延遲
• 數(shù)字下變頻器
  • 每個ADC通道最多兩個DDC
  • 復(fù)輸出：4 倍至 128 倍抽取
  • 48 位 NCO 相位相干跳頻
  • 快速跳頻：< 1 μs
• 功耗：0.73 W/通道（1x AVG）
• 電源：1.8 V、1.2 V

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

ADC34RF52 是一款 14 位分辨率、1.5GSPS 最大采樣率的四通道 ADC，采用 9mm×9mm 64 引腳 VQFN（RTD 封裝），工作溫度覆蓋 - 40°C85°C，結(jié)溫上限 105°C（長期使用建議不超過此值）。器件支持 600MHz2.5GHz 射頻直接采樣，集成 8 個內(nèi)部 ADC 核心（4 個主核心 + 4 個校準(zhǔn) / 平均核心），通過 2 倍內(nèi)部平均可將噪聲譜密度從 - 153dBFS/Hz 優(yōu)化至 - 156dBFS/Hz，單通道功耗 0.73W（1 倍平均模式），適配高通道數(shù)、高動態(tài)范圍的射頻信號采集系統(tǒng)，典型應(yīng)用包括相控陣?yán)走_(dá)、電子戰(zhàn)、高速數(shù)字化儀及通信基礎(chǔ)設(shè)施。

二、核心特性

1. 高精度射頻采樣性能

（1）靜態(tài)與動態(tài)指標(biāo)

• 分辨率與線性度 ：14 位無失碼，微分非線性（DNL）典型值 ±0.9LSB，積分非線性（INL）典型值 ±4LSB；增益誤差、偏移誤差均為 ±0.2% FSR，全溫域（-40°C~85°C）內(nèi)精度穩(wěn)定。
• 噪聲與動態(tài)范圍 （典型值，TA=25°C，F(xiàn)S=1.5GSPS，F(xiàn)IN=900MHz）：
  • 噪聲譜密度（NSD）：-153dBFS/Hz（1 倍平均）、-156dBFS/Hz（2 倍平均）；
  • 信噪比（SNR）：64.1dBFS（1 倍平均，-1dBFS 輸入）、67.9dBFS（2 倍平均，-20dBFS 輸入）；
  • 無雜散動態(tài)范圍（SFDR）：74dBc（2 次 / 3 次諧波，1 倍平均）、90dBFS（最差雜散，2 倍平均）；
  • 三階交調(diào)失真（IMD3）：81dBFS（雙音輸入，-7dBFS/tone，1 倍平均）。
• 帶寬與采樣特性 ：
  • 全功率輸入帶寬（-3dB）：1.6GHz（1 倍平均）、1.5GHz（2 倍平均）；
  • 孔徑抖動：50fs（典型值），近載頻殘留相位噪聲：-133dBc/Hz（10kHz 偏移），確保高頻率信號采樣精度；
  • 輸入滿量程：1.0Vpp（1dBm）、1.1Vpp（1.8dBm），支持 100Ω 差分內(nèi)部端接，輸入共模電壓 350mV（典型值）。

（2）靈活的信號調(diào)理能力

• 內(nèi)部平均功能 ：支持 1 倍 / 2 倍內(nèi)部平均，2 倍平均模式通過 2 個 ADC 核心同步采樣并疊加，可降低非相關(guān)噪聲（如熱噪聲），代價是帶寬輕微下降（從 1.6GHz 降至 1.5GHz）及功耗增加（單通道從 0.73W 升至 1.0W）；
• 模擬抖動（Dither） ：可選帶外大振幅抖動（20MHz 帶寬，DC 附近），振幅可調(diào)（最大 - 20dBFS），開啟后可改善高次諧波失真（HD2/HD3 提升 3~5dBc），適用于弱信號采集場景；
• 過量程檢測 ：支持 GPIO 引腳快速過量程指示（6 個時鐘周期延遲，粘性 / 非粘性可選）或 JESD 數(shù)據(jù)流嵌入過量程標(biāo)志（替換 LSB），便于系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控信號幅度。

2. 集成數(shù)字下變頻器（DDC）與快速跳頻

（1）DDC 核心參數(shù)

• 通道配置 ：每通道支持 1~2 個 DDC，單通道最大復(fù)抽取比 128 倍，實(shí)抽取比 64 倍，支持單頻段 / 雙頻段模式：
  • 單頻段模式：4 倍～128 倍復(fù)抽取，瞬時帶寬（IBW）9.375MHz~300MHz（FS=1.5GSPS）；
  • 雙頻段模式：8 倍～128 倍復(fù)抽取，每頻段 IBW4.6875MHz~150MHz；
• 濾波器性能 ：復(fù)抽取濾波器通帶帶寬～80%（-1dB），阻帶抑制≥85dB，實(shí)抽取濾波器通帶帶寬～40%，可有效抑制鏡像頻率與帶外干擾。

（2）48 位 NCO 與快速跳頻

• 數(shù)控振蕩器（NCO） ：每 DDC 配 48 位 NCO，支持 - FS/2~+FS/2 頻率調(diào)節(jié)，相位連續(xù) / 無限相位相干兩種跳頻模式，相位噪聲≤-100dBc；
• 跳頻速度 ：通過 GPIO 引腳控制 NCO 頻率時，跳頻時間 < 1μs（取決于抽取比，4 倍抽取時～500ns，128 倍抽取時～8μs），支持 4 個預(yù)設(shè)頻率快速切換，適配電子戰(zhàn)、雷達(dá)等需要快速頻率捷變的場景。

3. JESD204B 高速串行接口

• 接口性能 ：支持 8 路 SerDes lanes，每 lane 最大速率 13Gbps，兼容 JESD204B 子類 1（確定性延遲），單通道僅需 2 路 lane 即可傳輸 1.5GSPS 數(shù)據(jù)；
• 幀結(jié)構(gòu)與同步 ：支持多幀配置（LMFS 參數(shù)），如 8-4-2-2（8 lanes、4 轉(zhuǎn)換器、2 octets / 幀、2 樣本 / 幀），通過 SYSREF 信號實(shí)現(xiàn)多器件同步，同步窗口 ±50ps，支持 AC/DC 耦合（內(nèi)部 100Ω 端接）；
• 測試與調(diào)試 ：內(nèi)置 PRBS 測試圖案（2?-1~231-1）、斜坡圖案及 JESD 鏈路對齊序列，可通過 SPI 配置輸出測試信號，簡化系統(tǒng)調(diào)試。

4. 校準(zhǔn)與可靠性設(shè)計

（1） foreground 校準(zhǔn)機(jī)制

• 校準(zhǔn)核心 ：集成 2 個額外校準(zhǔn) ADC 核心（通道 A/B 共享 1 個，通道 C/D 共享 1 個），支持 “在線校準(zhǔn)”—— 校準(zhǔn)過程中主 ADC 持續(xù)工作，通過 GPIO 或 SPI 觸發(fā)，單通道校準(zhǔn)時間～13.5ms，全四通道～27ms；
• 校準(zhǔn)效果 ：可補(bǔ)償溫度漂移（-40°C85°C 內(nèi) INL 變化≤1LSB）、電源噪聲影響，校準(zhǔn)后 SNR 提升 12dBFS，確保長期工作精度。

（2）故障檢測與防護(hù)

• 過壓保護(hù) ：模擬輸入（INxP/M）最大承受電壓 - 0.6V~1.2V，射頻輸入峰值功率≤12dBm（100Ω 端接）；
• ESD 防護(hù) ：人體放電模型（HBM）±1000V，帶電器件模型（CDM）±500V，符合工業(yè)級防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；
• 電源監(jiān)控 ：支持電源序列檢測，AVDD12、CLKVDD（時鐘電源）需優(yōu)先于 AVDD18 上電，避免上電時序錯誤導(dǎo)致器件損壞。

三、功能架構(gòu)與工作原理

1. 核心架構(gòu)

器件采用 “模擬采樣 - 數(shù)字信號處理 - 高速傳輸” 三段式架構(gòu)，關(guān)鍵模塊如下：

• 模擬采樣層 ：4 路差分射頻輸入（INAP/M~INDP/M），每路含 2 個 ADC 核心（主核心 + 平均核心），支持 1 倍 / 2 倍平均；采樣時鐘（CLKP/M）采用獨(dú)立電源（CLKVDD），降低時鐘噪聲對采樣的影響；
• 數(shù)字處理層 ：每通道集成 2 個 DDC，含 48 位 NCO、抽取濾波器及相位相干跳頻控制；支持復(fù)抽取（帶頻率搬移）、實(shí)抽取（低通濾波），抽取比 4~128 倍可調(diào)；
• 高速傳輸層 ：JESD204B 接口模塊，含 8B/10B 編碼器、擾碼器（可選）、8 路 SerDes 發(fā)射器，支持 lane 重新映射（通過 SPI 配置輸出 mux），可靈活適配 FPGA / 處理器接口。

2. 關(guān)鍵工作模式

• 旁路模式 （默認(rèn)）：DDC 不工作，ADC 采樣數(shù)據(jù)直接通過 JESD 輸出，功耗最低（0.73W / 通道），適用于高帶寬、無頻率搬移需求場景；
• 1 倍平均模式 ：單通道僅啟用 1 個 ADC 核心，噪聲譜密度 - 153dBFS/Hz，帶寬 1.6GHz，平衡帶寬與噪聲性能；
• 2 倍平均模式 ：單通道啟用 2 個 ADC 核心同步采樣并疊加，噪聲譜密度優(yōu)化至 - 156dBFS/Hz，帶寬降至 1.5GHz，適用于弱信號采集（如電子戰(zhàn)、頻譜分析）；
• 快速跳頻模式 ：通過 GPIO1/2 或 “快速 SPI” 控制 NCO 頻率，跳頻時間 < 1μs，支持相位相干跳頻（多頻率同步至 SYSREF），適配雷達(dá)目標(biāo)跟蹤、通信頻率捷變場景。

四、電氣特性

1. 電源與電流特性

2. 射頻輸入與時鐘特性

3. JESD204B 接口特性