該ADS54J60是一款低功耗、寬帶寬、16位、1.0GSPS、雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。該器件專為高信噪比 （SNR） 而設(shè)計(jì)，可提供 –159 dBFS/Hz 的本底噪聲，適用于在寬瞬時(shí)帶寬上實(shí)現(xiàn)最高動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用。該器件支持?jǐn)?shù)據(jù)速率高達(dá) 10 Gbps 的JESD204B串行接口，每個(gè) ADC 支持兩個(gè)或四個(gè)通道。緩沖模擬輸入在很寬的頻率范圍內(nèi)提供均勻的輸入阻抗，同時(shí)最大限度地減少采樣保持毛刺能量。每個(gè)ADC通道都可以選擇連接到寬帶數(shù)字下變頻器（DDC）模塊。該ADS54J60在較大的輸入頻率范圍內(nèi)以極低的功耗提供出色的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍 （SFDR）。

JESD204B接口減少了接口線的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)了高系統(tǒng)集成密度。內(nèi)部鎖相環(huán)（PLL）將ADC采樣時(shí)鐘相乘，以得出用于序列化每個(gè)通道的16位數(shù)據(jù)的位時(shí)鐘。
*附件：ads54j60.pdf

特性

• 16位分辨率、雙通道、1GSPS ADC
• 本底噪聲：–159 dBFS/Hz
• 光譜性能（f 在 = 170 MHz，–1 dBFS）：
  • 信噪比：70 dBFS
  • NSD：–157 dBFS/Hz
  • SFDR：86 dBc（包括交錯(cuò)音調(diào)）
  • SFDR：89 dBc（HD2、HD3 和交錯(cuò)音調(diào)除外）
• 光譜性能（f 在 = 350 MHz，–1 dBFS）：
  • 信噪比：67.5 dBFS
  • NSD：–154.5 dBFS/Hz
  • SFDR：75 dBc
  • SFDR：85 dBc（HD2、HD3 和交錯(cuò)音調(diào)除外）
• 信道隔離度：100 dBc（f 在 = 170兆赫
• 輸入滿量程：1.9 V聚丙烯
• 輸入帶寬 （3 dB）：1.2 GHz
• 片上抖動(dòng)
• 集成寬帶 DDC 模塊
• JESD204B支持子類 1 的接口：
  • 每個(gè) ADC 2 通道，速率為 10.0 Gbps
  • 每個(gè)ADC4通道，5.0 Gbps
  • 支持多芯片同步
• 功耗：1.35 GSPS 時(shí)為 1 W/Ch
• 封裝：72引腳VQFNP（10 mm×10 mm）

參數(shù)

方框圖

ADS54J60 是德州儀器推出的低功耗、寬帶寬雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢(shì)是 16 位高分辨率、1.0-GSPS 采樣率、寬輸入帶寬及優(yōu)異頻譜性能，集成可編程數(shù)字下變頻器（DDC）與 JESD204B 高速串行接口，適用于雷達(dá)、寬帶無(wú)線通信、測(cè)試測(cè)量等對(duì)動(dòng)態(tài)范圍和數(shù)據(jù)傳輸速率要求嚴(yán)苛的場(chǎng)景。

一、核心性能與定位

• 采樣與分辨率 ：雙通道設(shè)計(jì)，單通道采樣率最高 1.0 GSPS，16 位分辨率，噪聲基底低至 –159 dBFS/Hz，有效位數(shù)（ENOB）最高 11.5 位，支持 2 倍 / 4 倍抽取濾波，平衡速率與精度需求。
• 頻譜與帶寬 ：輸入帶寬達(dá) 1.2 GHz（3 dB），170 MHz 輸入時(shí) SNR 典型值 70 dBFS、SFDR 86 dBc（含交織雜散），350 MHz 輸入時(shí) SNR 67.5 dBFS、SFDR 75 dBc；通道隔離度 100 dBc（170 MHz），三階交調(diào)失真（IMD3）低至 –88 dBFS，抗干擾能力優(yōu)異。
• 接口與同步 ：支持 JESD204B 子類 1 接口，單通道可選 2 lane（10 Gbps/lane）或 4 lane（5 Gbps/lane）傳輸，支持多芯片同步；集成 SYSREF 信號(hào)接口，實(shí)現(xiàn)確定性延遲，滿足多通道同步采集需求。
• 環(huán)境與供電 ：工作溫度 –40°C~85°C，需 1.15 V（IOVDD）、1.9 V（AVDD/DVDD）、3.0 V（AVDD3V）多電源軌供電；單通道功耗 1.35 W（1 GSPS），支持靈活電源管理與功耗優(yōu)化模式。

二、關(guān)鍵功能與硬件特性

1. 集成功能模塊

• 可編程 DDC 模塊：支持 2 倍 / 4 倍抽取濾波，含低通、高通、帶通及 IQ 輸出模式，抽頭數(shù) 41 級(jí)，阻帶衰減最高 90 dB，可靈活適配不同帶寬需求，降低后端處理壓力。
• 高速接口與同步：JESD204B 接口支持 8b/10b 編碼與數(shù)據(jù)加擾， lane 速率 2.5 Gbps~10 Gbps，減少接口線數(shù)；SYSREF 信號(hào)實(shí)現(xiàn)多芯片同步，支持子類 0/1/2 配置，適配不同系統(tǒng)架構(gòu)。
• 過(guò)量程與校準(zhǔn)：支持可編程快速過(guò)量程（FOVR）檢測(cè)，閾值可通過(guò)寄存器配置， latency 僅 18 時(shí)鐘周期 + 4 ns；內(nèi)置直流偏移校正模塊，支持 ±1024 碼值校正，可凍結(jié)或旁路，適配直流 / 交流耦合場(chǎng)景。
• 交織校正技術(shù)：采用 4 路交織采樣架構(gòu)，搭配內(nèi)置交織誤差校正與抖動(dòng)優(yōu)化算法，降低交織雜散，提升寬頻范圍內(nèi)的頻譜純凈度。

2. 工作模式

• 全速采樣模式：1.0 GSPS 無(wú)抽取采樣，JESD204B 接口直傳 16 位原始數(shù)據(jù)，滿足高速實(shí)時(shí)采集需求。
• 抽取濾波模式：?jiǎn)⒂?DDC 模塊進(jìn)行 2 倍 / 4 倍抽取，輸出速率降至 500 MSPS/250 MSPS，同時(shí)提升 SNR 與 SFDR，適配低速后端處理場(chǎng)景。
• 低功耗模式：支持通道級(jí)電源管理，可單獨(dú)關(guān)閉某通道 ADC 或輸入緩沖，全局掉電模式功耗低至 0.29 W，平衡性能與功耗。
• 測(cè)試模式：提供 JESD204B 接口測(cè)試圖案（如 RPAT 圖案）與內(nèi)部校準(zhǔn)模式，便于系統(tǒng)自檢與性能驗(yàn)證。

3. 封裝與引腳

• 采用 72 引腳 VQFN 封裝（10 mm×10 mm），含差分模擬輸入（INAP/INAM、INBP/INBM）、JESD204B 輸出 lane（DAxP/DAxM、DBxP/DBxM）、時(shí)鐘輸入（CLKINP/CLKINM）、同步信號(hào)（SYSREFP/SYSREFM）及 SPI 控制引腳。
• 模擬地（AGND）與數(shù)字地（DGND）分離設(shè)計(jì)，底部熱焊盤(pán)需可靠接地優(yōu)化散熱；電源引腳分散布局，便于就近去耦，降低噪聲耦合。

三、編程與配置

• 寄存器控制 ：通過(guò) SPI 接口（24 位地址 + 8 位數(shù)據(jù)）配置，支持頁(yè)面尋址（模擬銀行、JESD 銀行），可設(shè)置采樣率、濾波模式、JESD204B 接口參數(shù)、過(guò)量程閾值等，寄存器支持讀寫(xiě)校驗(yàn)。
• DDC 配置 ：通過(guò)寄存器選擇抽取倍數(shù)（2x/4x）、濾波器類型（低通 / 高通 / 帶通 / IQ）及中心頻率，4 倍抽取時(shí)支持 IQ 正交輸出，中心頻率固定為采樣率的 1/4。
• 同步與校準(zhǔn) ：SYSREF 信號(hào)需為本地多幀時(shí)鐘（LMFC）的子諧波，支持外部觸發(fā)或寄存器手動(dòng)觸發(fā)同步；直流偏移校正模塊可通過(guò)寄存器凍結(jié)、旁路或加載外部校正值，適配溫漂補(bǔ)償需求。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 雷達(dá)與天線陣列：多通道同步采集、高速信號(hào)處理；
• 寬帶無(wú)線通信：DOCSIS 3.1 接收器、軟件無(wú)線電（SDR）；
• 測(cè)試與測(cè)量：通信測(cè)試設(shè)備、數(shù)字化儀、微波接收器；
• 醫(yī)療影像：高分辨率醫(yī)療診斷設(shè)備的信號(hào)采集。

五、設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

1. 電源與去耦 ：多電源軌需按 “IOVDD→AVDD/DVDD→AVDD3V” 順序上電，每個(gè)電源引腳就近配置 0.1 μF 陶瓷電容 + 10 μF 電解電容去耦；模擬電源與數(shù)字電源分開(kāi)布線，減少串?dāng)_。
2. 信號(hào)接口：模擬輸入推薦差分驅(qū)動(dòng)，AC/DC 耦合均可，需匹配 2.0 V 共模電壓；時(shí)鐘輸入支持 LVPECL/LVDS 差分信號(hào)，建議差分幅度 0.7 VPP~1.6 VPP，降低時(shí)鐘抖動(dòng)（目標(biāo)外部抖動(dòng) ≤50 fs）。
3. 布局規(guī)范：采用至少 6 層 PCB 設(shè)計(jì)，模擬區(qū)與數(shù)字區(qū)分開(kāi)布線，差分信號(hào)（模擬輸入、JESD204B 輸出）走線長(zhǎng)度匹配、阻抗控制（100 Ω 差分）；熱焊盤(pán)大面積接地，優(yōu)化散熱；數(shù)字信號(hào)線遠(yuǎn)離模擬輸入路徑，避免輻射干擾。
4. 同步與校準(zhǔn)：多芯片同步時(shí)需確保 SYSREF 信號(hào)與采樣時(shí)鐘的時(shí)序匹配；上電后需執(zhí)行硬件復(fù)位與寄存器初始化，DC 耦合場(chǎng)景建議凍結(jié)偏移校正模塊，避免外部直流信號(hào)干擾。