該ADC12DJ5200SE是一款RF采樣、千兆采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），集成了輸入巴倫。該ADC12DJ5200SE可配置為雙通道 5.2 GSPS ADC 或單通道 10.4 GSPS ADC。2 至 6.3GHz 的 -3dB 輸入頻率范圍支持頻率捷變系統(tǒng)的 S 波段和 C 波段的直接射頻采樣。

該ADC12DJ5200SE采用高速JESD204C輸出接口，具有多達(dá)16個(gè)串行通道，支持高達(dá)17.16Gbps的線速。通過JESD204C子類 1 支持確定性延遲和多設(shè)備同步。JESD204C接口可以配置為權(quán)衡線路速率和通道數(shù)。支持 8b/10b 和 64b/66b 數(shù)據(jù)編碼方案。64b/66b 編碼支持前向糾錯(cuò) （FEC），以提高誤碼率。該接口向后兼容JESD204B接收器。
*附件：adc12dj5200se.pdf

創(chuàng)新的同步功能，包括無噪聲孔徑延遲調(diào)整和 SYSREF 窗口，簡(jiǎn)化了多通道應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？蛇x的數(shù)字下變頻器（DDC）可用于提供基帶的數(shù)字轉(zhuǎn)換并降低接口速率?？?a target="_blank">編程FIR濾波器允許片內(nèi)均衡。

特性

• ADC內(nèi)核：
  • 12 位分辨率
  • 單通道模式下高達(dá) 10.4GSPS
  • 雙通道模式下高達(dá) 5.2GSPS
• 單端50Ω輸入：
  • 模擬輸入范圍 （–3dB）：2 至 6.3GHz
  • 滿量程輸入功率 （4.5GHz）： - 1.25dBm
  • 靈活的 VCM：交流耦合，無直流路徑到 GND 或電源
• 性能規(guī)格：
  • 本底噪聲（2.3GHz，–20dBFS，INPUTFS = 1.5dBm）：
    • 雙通道模式：–149dBFS/Hz
    • 單通道模式：–151.5dBFS/Hz
  • ENOB（雙通道，F(xiàn)IN = 2.3GHz）：8.5 位
• 無噪聲孔徑延遲 （tAD） 調(diào)節(jié)：
  • 精確采樣控制：19fs 步長(zhǎng)
  • 簡(jiǎn)化同步和交錯(cuò)
  • 溫度和電壓不變延遲
• 易于使用的同步功能：
  • 自動(dòng) SYSREF 定時(shí)校準(zhǔn)
  • 樣品標(biāo)記的時(shí)間戳
• JESD204C串行數(shù)據(jù)接口：
  • 最大通道速率：17.16Gbps
  • 支持 64b/66b 和 8b/10b 編碼
  • 8b/10b 模式JESD204B兼容
• 可選數(shù)字下變頻器 （DDC）：
  • 4 倍、8 倍、16 倍和 32 倍復(fù)數(shù)抽取
  • 每個(gè)DDC有四個(gè)獨(dú)立的32位NCO
• 峰值射頻輸入功率：+26.25dBm（+ 27.5dBFS，560倍滿量程功率）
• 用于均衡的可編程 FIR 濾波器
• 功耗：4W
• 電源：1.1V、1.9V

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

ADC12DJ5200SE 是一款 12 位分辨率的 RF 采樣 ADC，集成輸入平衡 - 不平衡轉(zhuǎn)換器（Balun），支持兩種核心工作模式： 單通道模式 （最高 10.4GSPS 采樣速率）與 雙通道模式 （每通道最高 5.2GSPS 采樣速率）。器件采用 144 引腳 FCBGA 封裝（尺寸 10mm×10mm），工作溫度范圍 - 40°C 至 + 85°C，核心優(yōu)勢(shì)在于無需傳統(tǒng)中頻（IF）轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，可直接對(duì) 2~6.3GHz 的射頻信號(hào)采樣，大幅簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)，同時(shí)通過 JESD204C 高速串行接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸，兼顧性能與集成度。

二、核心特性

1. 采樣與射頻性能

• 分辨率與速率 ：12 位固定分辨率，單通道模式下采樣速率最高 10.4GSPS（依賴雙沿采樣技術(shù)），雙通道模式下每通道最高 5.2GSPS，滿足高帶寬信號(hào)實(shí)時(shí)采集需求。
• 輸入特性 ：?jiǎn)味?50Ω 輸入阻抗，-3dB 輸入頻率范圍 2~6.3GHz（覆蓋 S 波段與 C 波段）；4.5GHz 頻率下滿量程輸入功率為 - 1.25dBm，峰值 RF 輸入功率可達(dá) + 26.25dBm（560 倍滿量程功率），具備較強(qiáng)的信號(hào)過載耐受能力。
• 噪聲與失真性能 ：在 2.3GHz 輸入、-20dBFS 信號(hào)強(qiáng)度下，單通道模式噪聲基底低至 - 151.5dBFS/Hz，雙通道模式為 - 149dBFS/Hz；雙通道模式下有效位數(shù)（ENOB）達(dá) 8.5 位，3 次互調(diào)失真（IMD3）、2 次諧波失真（HD2）等關(guān)鍵指標(biāo)優(yōu)異，保證信號(hào)還原精度。

2. 信號(hào)處理與同步

• 數(shù)字下變頻器（DDC） ：可選配 4 倍、8 倍、16 倍、32 倍復(fù)數(shù)抽取功能，每路 DDC 配備 4 個(gè)獨(dú)立 32 位數(shù)控振蕩器（NCO），支持信號(hào)混頻至基帶，降低后端數(shù)據(jù)處理壓力；支持快速頻率跳變（FFH），NCO 切換 latency 低至 45~68 個(gè)采樣時(shí)鐘周期，適配跳頻通信、多目標(biāo)雷達(dá)等場(chǎng)景。
• 同步能力 ：支持 JESD204C 子類 1（Subclass 1）多設(shè)備同步，通過 SYSREF 信號(hào)實(shí)現(xiàn)確定性延遲；具備無噪聲孔徑延遲（t_AD）調(diào)整功能，步長(zhǎng)精度達(dá) 19 飛秒（fs），可精準(zhǔn)對(duì)齊多 ADC 采樣時(shí)序，且延遲不受溫度與電壓變化影響；支持自動(dòng) SYSREF 時(shí)序校準(zhǔn)與采樣標(biāo)記時(shí)間戳（Timestamp），簡(jiǎn)化多通道系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)。
• 濾波與均衡 ：集成可編程 FIR 濾波器（PFIR），支持單 / 雙通道均衡、時(shí)變?yōu)V波（如 I/Q 校正），可通過寄存器配置 9 抽頭系數(shù)，補(bǔ)償信號(hào)傳輸過程中的頻率衰減，優(yōu)化信號(hào)完整性。

3. 接口與功耗

• JESD204C 接口 ：最高支持 16 路串行通道（Lane），每路最高速率 17.16Gbps，兼容 8b/10b（支持 JESD204B）與 64b/66B 編碼（支持前向糾錯(cuò) FEC，提升誤碼性能）；支持彈性緩沖區(qū)（Elastic Buffer）釋放點(diǎn)配置，確保多設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)序一致性。
• 控制接口 ：配備 SPI 接口用于寄存器配置（如采樣模式、DDC 參數(shù)），GPIO 接口支持時(shí)序同步（如 SYNC 信號(hào)）與狀態(tài)指示；支持測(cè)試模式（如 PRBS 序列、時(shí)鐘圖案），便于系統(tǒng)調(diào)試。
• 功耗與電源 ：典型功耗 4W，需 1.1V（模擬 / 數(shù)字）與 1.9V（模擬）兩組電源，每組電源需就近并聯(lián) 0.1μF 去耦電容，保證供電穩(wěn)定性。

三、工作模式與功能配置

1. 核心工作模式

ADC12DJ5200SE 通過JMODE 寄存器配置工作模式，覆蓋單 / 雙通道、不同抽取率與編碼方式，核心模式差異如下表：

2. 校準(zhǔn)與補(bǔ)償功能

• 校準(zhǔn)模式 ：支持 前景校準(zhǔn) （系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行，ADC 離線，輸出中值代碼）與 背景校準(zhǔn) （ADC 正常工作時(shí)輪換校準(zhǔn)核心，無數(shù)據(jù)中斷），可校準(zhǔn)增益、偏移與線性誤差；額外支持偏移校準(zhǔn)（短接輸入后寫入偏移值）與增益校準(zhǔn)（輸入已知電壓計(jì)算增益系數(shù)），校準(zhǔn)后信號(hào)誤差顯著降低。
• 抖動(dòng)抑制 ：集成抖動(dòng)（Dither）功能，可通過寄存器調(diào)整抖動(dòng)幅度（小 / 大抖動(dòng)），在犧牲少量信噪比（SNR）的前提下，優(yōu)化雜散性能，減少信號(hào)失真。

四、電氣特性

1. 直流特性

• 電源與電流 ：1.1V 模擬電源（VA11）典型電流 845mA，1.9V 模擬電源（VA19）典型電流 934mA，1.1V 數(shù)字電源（VD11）典型電流 1170mA；掉電模式下總電流僅 104mA（VA19=44mA、VA11=27mA、VD11=33mA），兼顧正常運(yùn)行與低功耗需求。
• 偏移與漂移 ：未校準(zhǔn)偏移誤差典型值 ±0.06% FSR，校準(zhǔn)后降至 ±0.02% FSR；偏移溫度漂移低至 0m% FSR/°C（需 Foreground+FGOS 校準(zhǔn)），保證寬溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。
• 基準(zhǔn)電壓 ：內(nèi)置帶隙基準(zhǔn)（BG 引腳輸出），典型值 1.1V，溫度漂移 - 64μV/°C，可作為外部電路參考。

2. 交流與時(shí)序特性

• 帶寬與響應(yīng) ：-1dB 輸入帶寬低至 3.0GHz（單通道）、3.4GHz（雙通道），-3dB 帶寬覆蓋 26.3GHz，保證寬頻信號(hào)無衰減采集；輸入返回?fù)p耗優(yōu)于 - 10dB（210GHz 范圍），減少信號(hào)反射。
• 時(shí)序精度 ：孔徑延遲（t_AD）典型值 360ps，支持 1.13ps 粗調(diào)與 19fs 細(xì)調(diào)；孔徑抖動(dòng)（t_AJ）低至 50fs（RMS），確保高采樣速率下的時(shí)序一致性；JESD204C 接口延遲確定性高，支持多設(shè)備同步采樣。

五、封裝與訂購信息

1. 封裝規(guī)格

器件采用 144 引腳 FCBGA 封裝（型號(hào) AAV/ZEG），關(guān)鍵參數(shù)如下：

• 尺寸：10mm×10mm，最大高度 2.65mm，引腳間距 0.8mm；
• 焊球配置：底部裸露熱焊盤，需焊接至 PCB 接地平面優(yōu)化散熱；焊球材質(zhì)可選無鉛（SnAgCu，ABJ 封裝）或含鉛（SnPb，ALK 封裝），適配不同 RoHS 合規(guī)需求；
• 熱特性：結(jié)到環(huán)境熱阻（RθJA）23.9°C/W，結(jié)到板熱阻（RθJB）8.4°C/W，需合理設(shè)計(jì) PCB 散熱路徑。

2. 訂購型號(hào)

ADC12DJ5200SE 主要訂購型號(hào)及參數(shù)如下表，均符合 Moisture Sensitivity Level（MSL）3 級(jí)（開封后 168 小時(shí)內(nèi)焊接，峰值回流溫度 260°C）：

六、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用

• 通信測(cè)試設(shè)備 ：如 802.11ad、5G 信號(hào)發(fā)生器 / 分析儀，利用寬頻帶與高采樣率實(shí)現(xiàn)多標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)采集與分析；
• 電子戰(zhàn)（EW） ：包括信號(hào)情報(bào)（SIGINT）、電子情報(bào)（ELINT），通過高動(dòng)態(tài)范圍與快速頻率跳變，截獲并分析復(fù)雜射頻信號(hào)；
• 衛(wèi)星通信（SATCOM） ：直接采樣衛(wèi)星下行射頻信號(hào)，減少中頻轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的信號(hào)損耗；
• 軟件定義無線電（SDR） ：作為 RF 前端核心，支持靈活的頻段配置與信號(hào)處理，適配多制式通信需求。

2. 設(shè)計(jì)建議

• 電源設(shè)計(jì) ：模擬電源（VA11/VA19）與數(shù)字電源（VD11）需分開布線，每組電源就近并聯(lián) 0.1μF 陶瓷電容 + 10μF 鉭電容去耦；模擬地（AGND）與數(shù)字地（DGND）單點(diǎn)連接，避免串?dāng)_。
• 輸入與時(shí)鐘 ：模擬輸入建議差分布線，串 22Ω 電阻 + 并 2.2nF 電容構(gòu)成抗混疊濾波；采樣時(shí)鐘（CLK±）需低抖動(dòng)（建議 < 1ps RMS），AC 耦合以保證最佳共模電壓，SYSREF 信號(hào)需與 CLK± 時(shí)序匹配，可通過自動(dòng)校準(zhǔn)優(yōu)化同步精度。
• PCB 布局 ：采用四層板（內(nèi)電層為地與電源），射頻信號(hào)與高速 SerDes 信號(hào)分開布線，阻抗控制為 50Ω（射頻）與 100Ω（差分 SerDes）；熱焊盤需大面積連接至接地平面，必要時(shí)增加散熱過孔。

七、寄存器與編程

1. 核心寄存器（地址與功能）

ADC12DJ5200SE 通過 SPI 接口配置，關(guān)鍵寄存器如下表，覆蓋模式控制、信號(hào)處理、同步與校準(zhǔn)等核心功能：

2. SPI 通信協(xié)議

• 幀結(jié)構(gòu) ：每次寄存器訪問為 24 位幀，含 1 位讀寫控制（1 = 讀，0 = 寫）、15 位寄存器地址、8 位數(shù)據(jù)；支持 流模式 （SCS 保持低電平），地址自動(dòng)遞增 / 遞減，加快多寄存器配置效率。
• 操作注意事項(xiàng) ：校準(zhǔn)過程中禁止訪問 SPI 寄存器，避免校準(zhǔn)數(shù)據(jù) corruption；修改 JMODE、DDC 參數(shù)等關(guān)鍵配置前，需先禁用 JESD204C 接口（JESD_EN=0），配置完成后重新使能。