Texas Instruments ADC34RF52 14位RF采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是一款單核14位、1.5GSPS、四通道ADC，支持RF采樣，輸入頻率高達(dá)2.5GHz。該設(shè)計(jì)的噪聲頻譜密度為-153dBFS/Hz，最大限度地提高了信噪比（SNR）。通過使用額外的內(nèi)部ADC和片上信號(hào)平均，噪聲密度可提高到-156dBFS/Hz。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments ADC34RF52 14位RF采樣ADC數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

每個(gè)ADC通道都可以通過48位NCO連接到雙頻帶數(shù)字下變頻器（DDC）。此功能支持相位相干跳頻，通過使用GPIO引腳進(jìn)行NCO頻率控制，可在不到1μs的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。Texas Instruments ADC34RF52支持具有子類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。每個(gè)ADC通道只有2條串行器/解串器通道。高能效ADC架構(gòu)在1.5GSPS時(shí)的功耗為0.73W/ch，并以較低的采樣率提供功率調(diào)節(jié)。

特性

• 14位四通道1.5GSPS ADC
• 噪聲頻譜密度
  • 未求平均值時(shí)為-153dBFS/Hz
  • 取2次平均值時(shí)為-156dBFS/Hz
• 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：-133dBc/Hz（10kHz偏移時(shí)）
• 頻譜性能（fIN =900MHz，-4dBFS）
  • 2x內(nèi)部平均
  • SNR：65.2 dBFS
  • SFDR HD2/3：74dBc
  • SFDR最嚴(yán)重毛刺：90dBFS
• 滿量程輸入：1.0/1.1Vpp（1/1.8dBm）
• 全功率輸入帶寬（-3dB）：1.6GHz
• JESD204B串行數(shù)據(jù)接口
  • 最大通道速率：13Gbps
  • 支持子類1確定性延遲
• 數(shù)字下變頻器
  • 每個(gè)ADC通道最多兩個(gè)DDC
  • 復(fù)雜輸出：4x至128x抽取
  • 48位NCO相位相干跳頻
  • 快速跳頻：<1μs
• 功耗：0.73W/通道（1xAVG）
• 電源：1.8V、1.2V

功能框圖

德州儀器ADC34RF52：14位1.5GSPS射頻采樣ADC的技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)的ADC34RF52是一款高性能四通道14位1.5GSPS射頻采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用單核(非交織)ADC架構(gòu)，專為直接射頻采樣應(yīng)用設(shè)計(jì)。該器件具有出色的噪聲性能(-153dBFS/Hz噪聲譜密度)和低殘余相位噪聲(-133dBc/Hz@10kHz偏移)，特別適合雷達(dá)、頻譜分析和軟件定義無線電等高要求應(yīng)用。

二、關(guān)鍵特性

1. 射頻采樣性能

• ?14位分辨率?，四通道1.5GSPS采樣率
• ?直接射頻采樣?支持高達(dá)2.5GHz的輸入頻率
• ?噪聲譜密度?：-153dBFS/Hz(無平均)，-156dBFS/Hz(2倍平均)
• ?孔徑抖動(dòng)?：50fs
• ?全功率輸入帶寬?：1.6GHz(-3dB)
• ?輸入滿量程?：1.0/1.1Vpp(1/1.8dBm)

2. 數(shù)字處理功能

• ? 片上數(shù)字下變頻器(DDC) ?：每通道最多兩個(gè)DDC
• ?復(fù)數(shù)輸出?：支持4x至128x抽取
• ?48位NCO?：支持相位相干頻率跳變
• ?快速頻率跳變?：<1μs切換時(shí)間

3. 接口與功耗

• ?JESD204B串行數(shù)據(jù)接口?：最高13Gbps通道速率
• ?功耗?：0.73W/通道(1x平均模式)
• ?電源電壓?：1.8V和1.2V

三、應(yīng)用領(lǐng)域

ADC34RF52特別適合以下應(yīng)用場(chǎng)景：

• ?相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)?
• ?頻譜分析儀?
• ? 軟件定義無線電(SDR) ?
• ?電子戰(zhàn)系統(tǒng)?
• ?高速數(shù)字化儀?
• ?通信基礎(chǔ)設(shè)施?

四、架構(gòu)與功能詳解

1. 模擬輸入設(shè)計(jì)

ADC34RF52采用非緩沖模擬輸入設(shè)計(jì)以降低功耗，標(biāo)稱差分輸入阻抗為100Ω。器件提供了兩種內(nèi)部ADC核心配置選項(xiàng)：

• ?單ADC模式?：標(biāo)準(zhǔn)工作模式，功耗最低
• ?雙ADC平均模式?：?jiǎn)⒂妙~外ADC核心進(jìn)行數(shù)字平均，改善噪聲性能

輸入帶寬和滿量程范圍可通過SPI寄存器配置，支持100Ω或50Ω差分終端匹配。

2. 時(shí)鐘子系統(tǒng)

器件采用專為低殘余相位噪聲設(shè)計(jì)的時(shí)鐘路徑，需要專用低噪聲電源供電。關(guān)鍵特性包括：

• 內(nèi)部殘余時(shí)鐘相位噪聲敏感度低
• 建議時(shí)鐘幅度大于1Vpp以獲得最佳性能
• 100Ω差分內(nèi)部終端匹配
• 支持500MHz至1.5GHz輸入時(shí)鐘頻率

3. 數(shù)字下變頻器(DDC)

每個(gè)ADC通道可連接至雙波段數(shù)字下變頻器，主要特點(diǎn)：

• 支持?復(fù)數(shù)抽取?(80%通帶帶寬)和?實(shí)數(shù)抽取?(40%通帶帶寬)
• 抽取因子從4x到128x可編程
• 48位NCO支持精確頻率調(diào)諧
• 提供20位輸出模式以避免高抽取率下的量化噪聲限制

4. JESD204B接口

支持JESD204B子類1確定性延遲，關(guān)鍵配置選項(xiàng)：

• 最多8個(gè)通道，最高13Gbps速率
• 支持多種LMFS配置模式
• 可編程測(cè)試模式(PRBS、斜坡等)
• 支持通道重映射和輸出多路復(fù)用

五、設(shè)計(jì)考慮因素

1. 前端設(shè)計(jì)建議

• 推薦使用1:2或1:1巴倫變壓器將單端RF輸入轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)
• 巴倫輸出應(yīng)通過100pF電容AC耦合至ADC輸入
• 選擇具有良好幅度(<2dB)和相位平衡(<2度)的巴倫
• 背對(duì)背巴倫配置通常可提供更好的SFDR性能

2. 時(shí)鐘設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• 時(shí)鐘輸入必須AC耦合至器件
• 需要低抖動(dòng)(<50fs)時(shí)鐘源以實(shí)現(xiàn)額定SNR性能
• 建議使用帶通濾波器減少寬帶時(shí)鐘噪聲
• 對(duì)于多器件系統(tǒng)，推薦使用LMK04828/32系列時(shí)鐘發(fā)生器

3. 電源設(shè)計(jì)

ADC34RF52需要四種電源：

• ?AVDD18?、?AVDD12?和?CLKVDD?：為模擬和時(shí)鐘電路供電
• ?DVDD?：為數(shù)字邏輯和JESD204B接口供電

推薦采用兩級(jí)調(diào)節(jié)架構(gòu)：

1. 高效率開關(guān)穩(wěn)壓器作為第一級(jí)
2. 低噪聲LDO(如TPS7A8400)作為第二級(jí)

六、典型應(yīng)用配置

寬帶射頻采樣接收機(jī)設(shè)計(jì)

1. ?輸入信號(hào)路徑?：
   • 使用適當(dāng)帶限濾波器抑制接收信號(hào)中的不需要頻率
   • 采用1:2或1:1巴倫轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)
   • 100pF AC耦合電容
2. ?時(shí)鐘系統(tǒng)?：
   • 低抖動(dòng)時(shí)鐘發(fā)生器(如LMK04832)
   • 帶通濾波去除寬帶噪聲
3. ?數(shù)字接口?：
   • 配置JESD204B接口參數(shù)(LMFS模式)
   • 實(shí)現(xiàn)與FPGA的可靠數(shù)據(jù)連接

七、性能表現(xiàn)

在典型工作條件下(FS=1.5GSPS，F(xiàn)IN=900MHz)：

• ?SNR?：65.2dBFS(1x平均)，67.9dBFS(2x平均)
• ?SFDR?：74dBc(HD2,3)，90dBFS(最差雜散)
• ?IMD3?：81dBFS(雙音測(cè)試)