在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）扮演著至關(guān)重要的角色。TI公司的ADS5463和ADS54RF63這兩款12位、500/550-MSPS的ADC，憑借其出色的性能和豐富的特性，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中脫穎而出。今天，我們就來深入剖析這兩款A(yù)DC，探討它們的特點(diǎn)、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：ads5463.pdf

核心特性亮點(diǎn)

高分辨率與高速采樣

ADS5463和ADS54RF63均具備12位的分辨率，能夠提供高精度的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果。其中，ADS5463的采樣率可達(dá)500 MSPS，而ADS54RF63更是高達(dá)550 MSPS，滿足了高速數(shù)據(jù)采集的需求。

出色的頻譜性能

兩款A(yù)DC在不同輸入頻率下都展現(xiàn)出了優(yōu)秀的頻譜性能。例如，ADS5463在300 MHz輸入頻率時(shí)，SFDR（無雜散動(dòng)態(tài)范圍）可達(dá)77dBc；ADS54RF63在900 MHz輸入頻率時(shí)，SFDR為70dBc。這使得它們?cè)谔幚砀哳l信號(hào)時(shí)，能夠有效抑制雜散信號(hào)，保證信號(hào)的純凈度。

其他特性優(yōu)勢(shì)

• 寬輸入帶寬：具備2.3-GHz的輸入帶寬，可適應(yīng)更廣泛的信號(hào)頻率范圍。
• 低延遲：僅3.5個(gè)時(shí)鐘周期的超低延遲，確保數(shù)據(jù)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換。
• 高輸入擺幅：能夠承受大于10 Vpp的差分交流信號(hào)，且不會(huì)造成損壞，增強(qiáng)了對(duì)大信號(hào)的處理能力。
• 低功耗：總功耗僅為2.2 W，在保證高性能的同時(shí)，降低了能源消耗。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

測(cè)試與測(cè)量?jī)x器

在測(cè)試與測(cè)量領(lǐng)域，對(duì)ADC的精度和速度要求極高。ADS5463/ADS54RF63的高分辨率和高速采樣能力，能夠準(zhǔn)確捕捉信號(hào)的細(xì)節(jié)，為測(cè)試與測(cè)量?jī)x器提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

軟件定義無線電

軟件定義無線電需要靈活的信號(hào)處理能力和高性能的ADC。這兩款A(yù)DC的寬輸入帶寬和出色的頻譜性能，使其能夠適應(yīng)不同的通信標(biāo)準(zhǔn)和頻段，滿足軟件定義無線電的多樣化需求。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，快速、準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù)是關(guān)鍵。ADS5463/ADS54RF63的高速采樣和高精度轉(zhuǎn)換特性，能夠確保數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。

雷達(dá)系統(tǒng)

雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理的速度和精度要求苛刻。這兩款A(yù)DC的高性能表現(xiàn)，能夠有效處理雷達(dá)回波信號(hào)，為雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤提供有力支持。

技術(shù)細(xì)節(jié)剖析

輸入配置

ADS5463/ADS54RF63的模擬輸入采用了模擬偽差分緩沖器和雙極晶體管跟蹤保持電路。模擬緩沖器能夠隔離輸入信號(hào)與內(nèi)部開關(guān)，提供高輸入阻抗，適合高頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。輸入共模電壓通過500-Ω電阻內(nèi)部設(shè)置為2.4 V，差分輸入阻抗為1 kΩ。對(duì)于滿量程差分輸入，每個(gè)輸入信號(hào)的最大擺幅為1.1 Vpp，總差分輸入信號(hào)擺幅為2.2 Vpp。

時(shí)鐘輸入

時(shí)鐘輸入可以采用差分時(shí)鐘信號(hào)或單端時(shí)鐘輸入。當(dāng)對(duì)抖動(dòng)要求不高時(shí)，單端時(shí)鐘輸入可以節(jié)省成本和電路板空間。差分時(shí)鐘輸入則具有更好的抗共模噪聲能力，適用于對(duì)抖動(dòng)敏感的應(yīng)用。時(shí)鐘輸入的共模電壓內(nèi)部設(shè)置為2.4 V，推薦使用交流耦合方式。

數(shù)字輸出

ADC提供12個(gè)LVDS兼容的偏移二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出、一個(gè)數(shù)據(jù)就緒信號(hào)（DRY）和一個(gè)過范圍指示信號(hào)（OVR）。建議使用DRY信號(hào)來捕獲輸出數(shù)據(jù)，DRY信號(hào)與數(shù)據(jù)輸出同步，形成半速率DDR接口。數(shù)字輸出需要外部100-Ω負(fù)載，以確保LVDS電壓水平。

電源供應(yīng)

ADS5463/ADS54RF63使用三個(gè)電源：5-V和3.3-V的模擬電源（AVDD5和AVDD3）以及3.3-V的數(shù)字電源（DVDD3）。推薦使用低噪聲電源，并進(jìn)行充分的去耦處理。由于內(nèi)部AVDD3和DVDD3之間存在反向連接的二極管，建議采用特定的上電順序，以避免電流倒灌損壞器件。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

輸入信號(hào)處理

為了獲得最佳性能，建議采用差分輸入方式。可以使用RF變壓器或RF增益塊放大器將單端輸入轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。在選擇變壓器或放大器時(shí)，需要根據(jù)輸入信號(hào)的頻率和幅度進(jìn)行合理配置。

時(shí)鐘信號(hào)設(shè)計(jì)

時(shí)鐘信號(hào)的質(zhì)量對(duì)ADC的性能影響很大。需要根據(jù)模擬輸入頻率和所需的SNR來選擇合適的時(shí)鐘源和時(shí)鐘分布芯片。在時(shí)鐘信號(hào)路徑中，可能需要使用帶通濾波器和放大器來改善時(shí)鐘抖動(dòng)。

電路板布局

電路板布局對(duì)ADC的性能至關(guān)重要。應(yīng)采用多層電路板，使用單一接地平面，并進(jìn)行局部去耦。輸入信號(hào)走線應(yīng)與時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)字輸出信號(hào)隔離，以減少干擾。同時(shí)，要注意散熱設(shè)計(jì)，確保器件的工作溫度在合理范圍內(nèi)。

總結(jié)

ADS5463和ADS54RF63作為高性能的12位ADC，具有高分辨率、高速采樣、出色的頻譜性能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于測(cè)試與測(cè)量、軟件定義無線電、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域。在設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮輸入信號(hào)處理、時(shí)鐘信號(hào)設(shè)計(jì)和電路板布局等因素，以確保ADC能夠發(fā)揮最佳性能。希望通過本文的介紹，能夠幫助電子工程師更好地了解和使用這兩款A(yù)DC，為電子設(shè)計(jì)帶來更多的可能性。

你在使用這兩款A(yù)DC的過程中，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。