Texas Instruments ADC34RF55 14位RF采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是一款單核14位、3GSPS、四通道ADC，支持RF采樣，輸入頻率高達(dá)3GHz。該設(shè)計(jì)的噪聲頻譜密度為-156dBFS/Hz，最大限度地提高了信噪比（SNR）。通過(guò)使用額外的內(nèi)部ADC以及片上信號(hào)平均，噪聲密度提高到-158dBFS/Hz。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments ADC34RF55 14位RF采樣ADC數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

每個(gè)ADC通道都可以通過(guò)48位NCO連接到雙頻帶數(shù)字下變頻器（DDC）。此功能支持相位相干跳頻，通過(guò)使用GPIO引腳進(jìn)行NCO頻率控制，可在不到1μs的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。Texas Instruments ADC34RF55支持具有子類1確定性延時(shí)的JESD204B串行數(shù)據(jù)接口，使用高達(dá)13Gbps的數(shù)據(jù)速率。每個(gè)ADC通道只有2條串行器/解串器通道。高能效ADC架構(gòu)在1.5GSPS時(shí)功耗為1.2W/ch，并以較低的采樣率提供功率調(diào)節(jié)。

特性

• 14位四通道3GSPS ADC
• 最大輸出速率：1.5GSPS
• 噪聲頻譜密度
  • 未求平均值時(shí)為-156dBFS/Hz
  • 取2次平均值時(shí)為-158dBFS/Hz
• 單核（非交錯(cuò)）ADC架構(gòu)
• 孔徑抖動(dòng)：50fs
• 低近端殘留相位噪聲：-127dBc/Hz（10kHz偏移時(shí)）
• 頻譜性能（fIN =0.9GHz，-4dBFS）
  • 2x內(nèi)部平均
  • SNR：62.3dBFS
  • SFDR HD2,3：63dBc
  • SFDR最嚴(yán)重毛刺：85dBFS
• 頻譜性能（fIN =1.8GHz，-4dBFS）
  • 2x內(nèi)部平均
  • SNR：63dBFS
  • SFDR HD2,3：68dBc
  • SFDR最嚴(yán)重毛刺：86dBFS
• 滿量程輸入：1.1、1.35Vpp（2、3.5dBm）
• 誤碼率（CER）：10-15
• 全功率輸入帶寬（-3dB）：2.75GHz
• JESD204B串行數(shù)據(jù)接口
  • 最大通道速率：13Gbps
  • 支持子類1確定性延遲
• 數(shù)字下變頻器
  • 每個(gè)ADC通道最多兩個(gè)DDC
  • 復(fù)雜輸出：4x至128x抽取
  • 48位NCO相位相干跳頻
  • 快速跳頻：<1μs
• 功耗：1.2W/通道
• 電源：1.8V、1.2V

功能框圖

德州儀器ADC34RF55：14位3GSPS RF采樣ADC技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)的ADC34RF55是一款高性能四通道14位3GSPS射頻采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，專為直接射頻采樣應(yīng)用設(shè)計(jì)。該器件采用單核(非交織)ADC架構(gòu)，具有出色的動(dòng)態(tài)性能和低功耗特性，適用于相控陣?yán)走_(dá)、軟件定義無(wú)線電(SDR)、頻譜分析儀等高端應(yīng)用。

?關(guān)鍵特性?：

• 14位分辨率，四通道3GSPS采樣率
• 最大輸出速率：1.5GSPS
• 噪聲頻譜密度：
  • 無(wú)平均：-156dBFS/Hz
  • 2倍平均：-158dBFS/Hz
• 孔徑抖動(dòng)：50fs
• 低殘余相位噪聲：-127dBc/Hz@10kHz偏移
• 支持JESD204B串行數(shù)據(jù)接口(最高13Gbps lane rate)

二、核心架構(gòu)與性能優(yōu)勢(shì)

1. RF采樣架構(gòu)

ADC34RF55支持直接射頻采樣，輸入頻率范圍可達(dá)3GHz。其創(chuàng)新性的單核架構(gòu)消除了傳統(tǒng)交織ADC固有的諧波失真問(wèn)題，同時(shí)提供：

• ?寬帶寬?：全功率輸入帶寬(-3dB)達(dá)2.75GHz
• ?高線性度?：在fIN=1.8GHz/-4dBFS條件下，SFDR HD2,3達(dá)68dBc
• ?靈活配置?：支持1x/2x內(nèi)部平均模式，平衡噪聲性能與功耗

2. 數(shù)字下變頻(DDC)系統(tǒng)

每個(gè)ADC通道可連接至雙波段數(shù)字下變頻器，提供：

• 復(fù)數(shù)輸出，4x至128x可編程抽取率
• 48位NCO支持相位相干跳頻
• 快速頻率切換(<1μs)
• 可選實(shí)模式(低通濾波)或復(fù)模式(頻移+濾波)

三、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 校準(zhǔn)技術(shù)

器件采用先進(jìn)的背景校準(zhǔn)機(jī)制：

• 專用校準(zhǔn)ADC核心實(shí)現(xiàn)無(wú)中斷校準(zhǔn)
• 支持溫度變化時(shí)的動(dòng)態(tài)重校準(zhǔn)
• 校準(zhǔn)切換時(shí)間僅120ns，幅度變化<0.05dB

2. 抖動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

• 可選模擬帶外抖動(dòng)注入(-20dBFS)
• 可配置抖動(dòng)更新頻率(7-11kHz)
• 改善低信號(hào)電平下的諧波性能

3. 電源管理系統(tǒng)

• 四電源域獨(dú)立供電(1.8V/1.2V模擬,1.2V時(shí)鐘,1.2V數(shù)字)
• 功耗僅1.2W/通道(3GSPS全速運(yùn)行)
• 電源縮放功能支持按采樣率調(diào)節(jié)功耗

四、接口與系統(tǒng)集成

1. JESD204B接口

• 支持Subclass 1確定性延遲
• 8通道配置，最高13Gbps/lane速率
• 靈活LMFS配置(如8-8-2-1單波段模式)

2. 時(shí)鐘設(shè)計(jì)要求

• 專用CLKVDD電源引腳(對(duì)噪聲敏感)
• 建議時(shí)鐘幅度>1Vpp
• 支持AC/DC耦合輸入(100Ω差分終端)

五、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)指南

1. 前端設(shè)計(jì)建議

• 采用1:2或1:1巴倫轉(zhuǎn)換單端RF輸入
• 推薦巴倫型號(hào)：
  • Marki BAL-0009SMG(0.5MHz-9GHz)
  • Mini-Circuits TCM2-43X+(10MHz-4GHz)
• AC耦合電容建議100pF

2. 電源設(shè)計(jì)

• 推薦兩級(jí)架構(gòu)：開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器+LDO
• 關(guān)鍵器件：
  • 第一級(jí)：LMx3635 DC/DC轉(zhuǎn)換器
  • 第二級(jí)：TPS7A8400 LDO
• 必須單獨(dú)供電：CLKVDD與DVDD禁止共享

3. 布局要點(diǎn)

• 差分對(duì)嚴(yán)格長(zhǎng)度匹配(相位誤差<2°)
• 電源去耦電容(0.1μF)盡量靠近引腳
• 熱焊盤必須焊接至PCB以增強(qiáng)散熱

六、性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

在典型配置(fs=3GSPS，F(xiàn)IN=900MHz，-4dBFS輸入)下測(cè)得：

• ?SNR?：63.3dBFS(2x平均)
• ?SFDR?：86dBc(最差雜散)
• ?無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍?：85dBFS
• ?IMD3?：80dBc(兩音測(cè)試)