Texas Instruments ADC32RF5x射頻采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是單核14位、2.6 GSPS至3 GSPS、雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，支持輸入頻率高達(dá)3GHz的射頻采樣。該設(shè)計(jì)最大限度地提高了信噪比 (SNR)，并提供-155dBFS/Hz噪聲頻譜密度。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-161dBFS/Hz。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments ADC32RF5x射頻采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

每個(gè)ADC通道均可使用支持相位同調(diào)跳頻的48位NCO連接到四頻帶數(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1μs的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)跳頻。Texas Instruments ADC32RF54和ADC32RF55支持具有子類(lèi)1確定性延遲的JESD204B串行數(shù)據(jù)接口，使用高達(dá)13Gbps的數(shù)據(jù)速率。高能效ADC架構(gòu)在3GSPS時(shí)的功耗為2.1W/通道，并以較低的采樣率提供功率調(diào)節(jié)。

特性

• 14位、雙通道2.6GSPS至3GSPS ADC
• 噪聲頻譜密度
  • NSD = -155.6 dBFS/Hz（無(wú)AVG）
  • NSD = -158.1 dBFS/Hz（2個(gè)AVG）
  • NSD = -160.4 dBFS/Hz（4個(gè)AVG）
• 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（10 kHz偏移）
• 頻譜性能 (fIN = 1GHz、-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
• 輸入滿(mǎn)量程：1.1至1.35Vpp（2dBm至3.5dBm）
• 代碼誤差率 (CER)：10^-15^
• 2.75GHz全功率輸入帶寬(-3dB)
• JESD204B串行數(shù)據(jù)接口
  • 最大通道速率：13Gbps
  • 支持子類(lèi)1確定性延遲
• 數(shù)字下變頻器
  • 每個(gè)ADC通道多達(dá)四個(gè)DDC
  • 復(fù)雜輸出（4x至128x抽取）
  • 48位NCO相位相干跳頻
  • <1us快速跳頻
• 功耗：2.6W/通道 (2x AVG）
• 1.8V、1.2V電源

框圖

高性能射頻采樣ADC：ADC32RF5x系列技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

ADC32RF5x是德州儀器(TI)推出的雙通道14位射頻采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器系列，包含ADC32RF54和ADC32RF55兩款型號(hào)。這兩款器件采用單核(非交織)ADC架構(gòu)，支持2.6-3GSPS的超高采樣率，專(zhuān)為直接射頻采樣應(yīng)用設(shè)計(jì)。

?關(guān)鍵特性?：

• 14位分辨率，雙通道2.6-3GSPS采樣率
• 噪聲譜密度：-155.6 dBFS/Hz(無(wú)平均)至-160.4 dBFS/Hz(4倍平均)
• 超低孔徑抖動(dòng)：50fs
• 優(yōu)異的相位噪聲性能：-127dBc/Hz@10kHz偏移
• 支持JESD204B串行接口，最高13Gbps通道速率
• 集成數(shù)字下變頻器(DDC)，支持4x-128x復(fù)數(shù)抽取
• 快速頻率切換(<1μs)的48位NCO

二、核心性能參數(shù)

1. 射頻采樣性能

ADC32RF5x系列專(zhuān)為高頻信號(hào)直接采樣優(yōu)化，在1GHz輸入頻率、-4dBFS條件下：

• SNR：62.3dBFS(2倍平均)
• SFDR(HD2,3)：63dBc
• SFDR(最差雜散)：85dBc

在1.8GHz輸入時(shí)性能仍保持優(yōu)異：

• SNR：63dBFS(2倍平均)
• SFDR(HD2,3)：68dBc
• SFDR(最差雜散)：86dBc

2. 數(shù)字處理功能

器件內(nèi)置強(qiáng)大的數(shù)字處理能力：

• ?數(shù)字平均?：支持1x/2x/4x內(nèi)部ADC平均，顯著改善噪聲性能
• ?數(shù)字下變頻?：每通道最多4個(gè)DDC，支持復(fù)數(shù)輸出和4x-128x抽取
• ?NCO?：48位數(shù)字控制振蕩器，支持相位相干頻率跳變

3. 接口與功耗

• JESD204B接口支持子類(lèi)1確定性延遲
• 典型功耗：2.6W/通道(2倍平均模式)
• 工作溫度范圍：-40°C至85°C

三、應(yīng)用領(lǐng)域

ADC32RF5x系列非常適合以下高性能應(yīng)用：

1. ?相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)?：優(yōu)異的高速性能和相位噪聲特性
2. ?頻譜分析儀?：寬帶寬和高動(dòng)態(tài)范圍組合
3. ? 軟件定義無(wú)線(xiàn)電(SDR) ?：靈活的DDC配置支持多頻段處理
4. ?電子戰(zhàn)系統(tǒng)?：快速頻率跳變能力
5. ?高速數(shù)字化儀?：高采樣率和分辨率組合
6. ?通信基礎(chǔ)設(shè)施?：支持5G等寬帶通信系統(tǒng)

四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 前端設(shè)計(jì)建議

• 采用1:2(100Ω)或1:1(50Ω)巴倫進(jìn)行單端轉(zhuǎn)差分
• 推薦巴倫型號(hào)：BAL-0009SMG(0.5-9GHz)、TCM2-43X+(10MHz-4GHz)
• 輸入帶寬：2.75GHz(-3dB，無(wú)平均模式)

2. 時(shí)鐘要求

• 需超低抖動(dòng)(<50fs)時(shí)鐘源以獲得最佳SNR
• 時(shí)鐘輸入建議振幅>1Vpp
• 推薦使用LMK04828/LMK04832等高性能時(shí)鐘發(fā)生器

3. 電源設(shè)計(jì)

器件需要四種電源：

• AVDD18(1.8V)：模擬供電
• AVDD12/CLKVDD(1.2V)：模擬和時(shí)鐘供電
• DVDD(1.2V)：數(shù)字供電

建議采用開(kāi)關(guān)電源+LDO的兩級(jí)架構(gòu)，并特別注意電源去耦設(shè)計(jì)。

五、配置與校準(zhǔn)

1. 工作模式配置

通過(guò)SPI接口可配置多種工作模式：

• 平均模式選擇(1x/2x/4x)
• DDC旁路或復(fù)數(shù)/實(shí)數(shù)抽取模式
• JESD204B接口參數(shù)(LMFS配置)
• 測(cè)試模式(斜坡、PRBS等)

2. 校準(zhǔn)流程

器件提供全面的校準(zhǔn)功能：

1. 上電校準(zhǔn)(約23ms x 3GSPS/FS每ADC對(duì))
2. 連續(xù)后臺(tái)校準(zhǔn)
3. GPIO觸發(fā)的按需校準(zhǔn)

校準(zhǔn)可補(bǔ)償溫度漂移，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性。