該ADS4249屬于ADS42xx超低功耗系列，包括雙通道、12位和 14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)高水平 動(dòng)態(tài)性能，同時(shí)在1.8伏電源下功耗極低。該拓?fù)涫沟?該ADS4249非常適合多載波寬通信應(yīng)用。

ADS4249具有增益選項(xiàng)，可用于在較低時(shí)提升SFDR性能 全尺寸輸入范圍。該設(shè)備還包含一個(gè)直流偏移校正環(huán)路，可用于 取消ADC偏移。DDR LVDS和并行CMOS數(shù)字輸出接口均可采用 緊湊型QFN-64 PowerPAD封裝。
*附件：ads4249.pdf

該器件包含內(nèi)部參考，而傳統(tǒng)的參考引腳和 相關(guān)的解耦電容已被取消。ADS4249在工業(yè)層面上被指定 溫度范圍（–40°C至85°C）。

特性

• 最大采樣率：250 MSPS
• 超低功率，單1.8伏電源：
  • 560毫瓦總功率，功率250 MSPS
• 高動(dòng)態(tài)性能：
  • 170 MHz 80 dBc SFDR
  • 170 MHz 時(shí) 71.7 dBFS 信噪比
• 串?dāng)_：> 90 dB，頻率為185 MHz
• 可編程增益最高可達(dá)6 dB，用于信
  噪比/SFDR 權(quán)衡
• 直流偏移校正
• 輸出接口選項(xiàng)：
  • 1.8伏并行CMOS接口
  • 雙倍數(shù)據(jù)率（DDR）LVDS帶可編程擺動(dòng)：
    • 標(biāo)準(zhǔn)擺動(dòng)：350 mV
    • 低擺幅：200 mV
• 支持低輸入時(shí)鐘幅度，最低可達(dá)200 mVPP
• 封裝：9毫米 × 9毫米，64針?biāo)尼槺馄綗o
  引腳（QFN）封裝
  參數(shù)
  
  方框圖

ADS4249 是德州儀器（TI）推出的雙通道 14 位高速 ADC，采樣率高達(dá) 250 MSPS，采用單 1.8V 供電，總功耗僅 560 mW，支持 DDR LVDS 與并行 CMOS 雙輸出接口，具備可編程增益、直流偏移校正等功能，專為無線通信基礎(chǔ)設(shè)施、軟件無線電、功率放大器線性化等高速信號(hào)采集場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

一、芯片基礎(chǔ)信息與核心特性

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 文檔與型號(hào) ：文檔編號(hào) SBAS534E，2011 年 7 月發(fā)布、2016 年 1 月修訂，與 ADS42xx 系列其他產(chǎn)品架構(gòu)兼容，引腳兼容前代 ADS62P49。
• 供電與溫度 ：模擬電源（AVDD）與數(shù)字電源（DRVDD）均為 1.7V-1.9V（標(biāo)稱 1.8V）；工作溫度 - 40°C 至 85°C，結(jié)溫最高 125°C，存儲(chǔ)溫度 - 65°C 至 150°C。
• 封裝與散熱 ：9mm×9mm 64 引腳 VQFN 封裝，底部帶 PowerPAD 熱焊盤（連接 DRGND），結(jié)到環(huán)境熱阻 23.9°C/W，熱焊盤需焊接至 PCB 接地平面以保障散熱。

2. 核心性能指標(biāo)

• 采樣與分辨率 ：14 位分辨率，無失碼；最大采樣率 250 MSPS，支持低速模式（≤80 MSPS）；孔徑抖動(dòng) 140 fs rms，通道間串?dāng)_ > 90 dB（185 MHz 時(shí)）。
• AC 性能 ：170 MHz 輸入時(shí)，SNR 達(dá) 71.7 dBFS，SFDR 80 dBc，THD -76 dBc；輸入帶寬 550 MHz（50Ω 源阻抗 + 50Ω 終端），支持最高 400 MHz（2 VPP）/600 MHz（1 VPP）輸入頻率。
• 功耗與靈活性 ：250 MSPS 時(shí)總功耗 560 mW（每通道 280 mW），支持全局掉電（功耗 20 mW）與通道 Standby 模式（喚醒時(shí)間 50 μs）；輸入共模電壓 0.95 V（高性能模式下 0.87 V），差分輸入范圍 2 VPP。
• 接口特性 ：DDR LVDS 輸出支持 350 mV（標(biāo)準(zhǔn)）/200 mV（低擺幅）可編程，并行 CMOS 接口支持 1.8V 邏輯；支持二進(jìn)制補(bǔ)碼 / 偏移二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式，內(nèi)置測(cè)試圖案生成功能。

二、關(guān)鍵功能模塊與工作原理

1. 核心功能模塊

• 雙通道同步采樣架構(gòu) ：
  • 兩個(gè)獨(dú)立 14 位 ADC 通道，支持同步采樣，通道間隔離度高，確保高速信號(hào)相位一致性。
  • 采樣電路采用開關(guān)電容差分結(jié)構(gòu)，輸入帶寬 550 MHz，適配高頻信號(hào)采集；內(nèi)置 RC 濾波器抑制采樣毛刺，外部可擴(kuò)展 R-C-R 濾波進(jìn)一步優(yōu)化性能。
• 靈活數(shù)字功能 ：
  • 可編程增益：0-6 dB 步進(jìn) 0.5 dB 可調(diào)，通過降低滿量程輸入范圍提升 SFDR，適配不同幅度信號(hào)采集。
  • 偏移校正：支持 ±10 mV 直流偏移自動(dòng)校正，校正時(shí)間常數(shù)可通過寄存器配置（1M-2G 時(shí)鐘周期），可凍結(jié)校正結(jié)果。
  • 低功耗模式：支持全局掉電（喚醒時(shí)間 100 μs）、通道 Standby（喚醒時(shí)間 50 μs）、時(shí)鐘停止低功耗模式（采樣率 < 1 MSPS 時(shí)自動(dòng)觸發(fā)）。
• 雙輸出接口 ：
  • DDR LVDS 模式：每對(duì)差分線復(fù)用 2 位數(shù)據(jù)，支持 100Ω/50Ω 終端，擺幅可編程，適合長距離高速傳輸。
  • 并行 CMOS 模式：14 位數(shù)據(jù)獨(dú)立輸出，CLKOUT 同步時(shí)鐘，建議負(fù)載電容≤5 pF，適合短距離高帶寬傳輸。
  • 多路復(fù)用模式：雙通道數(shù)據(jù)復(fù)用至單通道輸出總線，適合低采樣率（<80 MSPS）場(chǎng)景。

2. 工作原理

• 模擬信號(hào)經(jīng)差分輸入通道（INP_A/INM_A、INP_B/INM_B）輸入，由采樣電路同步捕獲后，經(jīng) 14 位 ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；通過 DDR 序列化或并行輸出模塊輸出，支持增益調(diào)節(jié)、偏移校正等數(shù)字處理功能。
• 時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)差分輸入（CLKP/CLKM）送入內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器，生成采樣時(shí)鐘與輸出同步時(shí)鐘；支持正弦波、LVPECL、LVDS、LVCMOS 等多種時(shí)鐘輸入類型，最小輸入幅度低至 200 VPP。

三、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用

• 無線通信基礎(chǔ)設(shè)施 ：適配 LTE、W-CDMA 等多載波信號(hào)接收，雙通道支持分集接收架構(gòu)，高速采樣滿足寬帶寬信號(hào)采集需求。
• 軟件無線電（SDR） ：高帶寬與低功耗平衡，支持多頻段信號(hào)同步采集，可編程增益適配不同強(qiáng)度信號(hào)。
• 功率放大器線性化 ：高速采樣配合低延遲特性，實(shí)時(shí)采集放大器輸出信號(hào)用于線性化校正。

2. 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

• 電源與接地 ：AVDD 對(duì)噪聲敏感，建議使用低噪聲 LDO 供電，與 DRVDD 通過鐵氧體磁珠 + 電容隔離；各電源引腳就近并聯(lián) 0.1 μF 陶瓷去耦電容，PowerPAD 需可靠接地。
• 輸入與時(shí)鐘設(shè)計(jì) ：
  • 模擬輸入需差分驅(qū)動(dòng)，建議串聯(lián) 5-15Ω 電阻抑制寄生振蕩，輸入共模電壓需匹配 VCM 引腳輸出（0.95 V）。
  • 時(shí)鐘輸入優(yōu)先采用差分驅(qū)動(dòng)（如 LVDS/LVPECL），降低共模噪聲干擾；高速采樣時(shí)需選用低抖動(dòng)時(shí)鐘源（建議抖動(dòng) < 100 fs rms）。
• 接口匹配 ：LVDS 輸出需匹配 100Ω 差分負(fù)載，走線長度差異控制在 3 mm 內(nèi)；CMOS 輸出建議串聯(lián) 22Ω 電阻抑制反射，負(fù)載電容≤5 pF。
• ESD 防護(hù) ：芯片 ESD 額定值為人體放電模型（HBM）±2000 V，存儲(chǔ)和操作時(shí)需采取防靜電措施，引腳避免懸空。

四、關(guān)鍵配置與操作要點(diǎn)

1. 核心功能配置

• 增益與偏移校正 ：
  • 增益通過寄存器 25h（通道 A）/2Bh（通道 B）配置，0-6 dB 步進(jìn) 0.5 dB，增益提升時(shí)滿量程輸入范圍按比例縮?。? dB 時(shí) 2 VPP，6 dB 時(shí) 1 VPP）。
  • 偏移校正通過 3Dh 寄存器啟用，校正時(shí)間常數(shù)由 CFh 寄存器配置，支持添加 - 32 至 + 31 LSB 的偏移基座。
• 輸出接口選擇 ：
  • 硬件模式：通過 SEN 引腳電平選擇 LVDS/CMOS 接口及數(shù)據(jù)格式。
  • 軟件模式：通過 41h 寄存器配置接口類型，LVDS 擺幅由 01h 寄存器調(diào)節(jié)（125 mV-570 mV）。
• 功耗管理 ：
  • 全局掉電：通過 CTRL1 = 高、CTRL2 = 低、CTRL3 = 低觸發(fā)，或 45h 寄存器 PDN_GLOBAL 位設(shè)置。
  • 通道 Standby：通過 CTRL1 = 高、CTRL2 = 低、CTRL3 = 高觸發(fā)，僅關(guān)閉指定通道 ADC。

2. 操作流程

• 上電與復(fù)位 ：上電后需等待 AVDD/DRVDD 穩(wěn)定，通過 RESET 引腳施加≥10 ns 高脈沖復(fù)位（串行模式），并行模式需將 RESET 永久接高。
• 寄存器配置 ：支持串行（SEN/SCLK/SDATA）與并行兩種配置方式，串行模式可配置增益、偏移校正、接口模式等所有功能，寄存器寫入后需等待 1 個(gè)時(shí)鐘周期生效。
• 采樣觸發(fā) ：無需額外觸發(fā)信號(hào)，ADC 隨輸入時(shí)鐘自動(dòng)連續(xù)采樣，輸出數(shù)據(jù)與 CLKOUT 同步，默認(rèn)延遲 16 個(gè)時(shí)鐘周期（啟用數(shù)字功能后延遲 24 個(gè)時(shí)鐘周期）。