Texas Instruments ADC32RF5x射频采样数据转换器是单核14位、2.6 GSPS至3 GSPS、双通道模数转换器 (ADC)，支持输入频率高达3GHz的射频采样。该设计最大限度地提高了信噪比 (SNR)，并提供-155dBFS/Hz噪声频谱密度。使用额外的内部ADC以及片上信号平均，噪声密度提高到-161dBFS/Hz。

数据手册：*附件：Texas Instruments ADC32RF5x射频采样数据转换器数据手册.pdf

每个ADC通道均可使用支持相位同调跳频的48位NCO连接到四频带数字下变频器 (DDC)。使用GPIO引脚进行NCO频率控制，可以在不到1µs的时间内实现跳频。Texas Instruments ADC32RF54和ADC32RF55支持具有子类1确定性延迟的JESD204B串行数据接口，使用高达13Gbps的数据速率。高能效ADC架构在3GSPS时的功耗为2.1W/通道，并以较低的采样率提供功率调节。

特性

• 14位、双通道2.6GSPS至3GSPS ADC
• 噪声频谱密度
  • NSD = -155.6 dBFS/Hz（无AVG）
  • NSD = -158.1 dBFS/Hz（2个AVG）
  • NSD = -160.4 dBFS/Hz（4个AVG）
• 单核（非交错）ADC架构
• 孔径抖动：50fs
• 低近端残留相位噪声
  • -127dBc/Hz（10 kHz偏移）
• 频谱性能 (fIN = 1GHz、-4dBFS)
  • 2x内部平均
  • SNR：62.3dBFS
  • SFDR HD2,3：63dBc
  • SFDR最严重毛刺：85dBFS
• 频谱性能 (fIN = 1.8GHz, -4dBFS)
  • 2x内部平均
  • SNR：63dBFS
  • SFDR HD2,3：68dBc
  • SFDR最严重毛刺：86dBFS
• 输入满量程：1.1至1.35Vpp（2dBm至3.5dBm）
• 代码误差率 (CER)：10^-15^
• 2.75GHz全功率输入带宽(-3dB)
• JESD204B串行数据接口
  • 最大通道速率：13Gbps
  • 支持子类1确定性延迟
• 数字下变频器
  • 每个ADC通道多达四个DDC
  • 复杂输出（4x至128x抽取）
  • 48位NCO相位相干跳频
  • <1us快速跳频
• 功耗：2.6W/通道 (2x AVG）
• 1.8V、1.2V电源

框图

高性能射频采样ADC：ADC32RF5x系列技术解析

一、产品概述

ADC32RF5x是德州仪器(TI)推出的双通道14位射频采样数据转换器系列，包含ADC32RF54和ADC32RF55两款型号。这两款器件采用单核(非交织)ADC架构，支持2.6-3GSPS的超高采样率，专为直接射频采样应用设计。

‌关键特性‌：

• 14位分辨率，双通道2.6-3GSPS采样率
• 噪声谱密度：-155.6 dBFS/Hz(无平均)至-160.4 dBFS/Hz(4倍平均)
• 超低孔径抖动：50fs
• 优异的相位噪声性能：-127dBc/Hz@10kHz偏移
• 支持JESD204B串行接口，最高13Gbps通道速率
• 集成数字下变频器(DDC)，支持4x-128x复数抽取
• 快速频率切换(<1μs)的48位NCO

二、核心性能参数

1. 射频采样性能

ADC32RF5x系列专为高频信号直接采样优化，在1GHz输入频率、-4dBFS条件下：

• SNR：62.3dBFS(2倍平均)
• SFDR(HD2,3)：63dBc
• SFDR(最差杂散)：85dBc

在1.8GHz输入时性能仍保持优异：

• SNR：63dBFS(2倍平均)
• SFDR(HD2,3)：68dBc
• SFDR(最差杂散)：86dBc

2. 数字处理功能

器件内置强大的数字处理能力：

• ‌数字平均‌：支持1x/2x/4x内部ADC平均，显著改善噪声性能
• ‌数字下变频‌：每通道最多4个DDC，支持复数输出和4x-128x抽取
• ‌NCO‌：48位数字控制振荡器，支持相位相干频率跳变

3. 接口与功耗

• JESD204B接口支持子类1确定性延迟
• 典型功耗：2.6W/通道(2倍平均模式)
• 工作温度范围：-40°C至85°C

三、应用领域

ADC32RF5x系列非常适合以下高性能应用：

1. ‌相控阵雷达系统‌：优异的高速性能和相位噪声特性
2. ‌频谱分析仪‌：宽带宽和高动态范围组合
3. ‌ 软件定义无线电(SDR) ‌：灵活的DDC配置支持多频段处理
4. ‌电子战系统‌：快速频率跳变能力
5. ‌高速数字化仪‌：高采样率和分辨率组合
6. ‌通信基础设施‌：支持5G等宽带通信系统

四、设计要点

1. 前端设计建议

• 采用1:2(100Ω)或1:1(50Ω)巴伦进行单端转差分
• 推荐巴伦型号：BAL-0009SMG(0.5-9GHz)、TCM2-43X+(10MHz-4GHz)
• 输入带宽：2.75GHz(-3dB，无平均模式)

2. 时钟要求

• 需超低抖动(<50fs)时钟源以获得最佳SNR
• 时钟输入建议振幅>1Vpp
• 推荐使用LMK04828/LMK04832等高性能时钟发生器

3. 电源设计

器件需要四种电源：

• AVDD18(1.8V)：模拟供电
• AVDD12/CLKVDD(1.2V)：模拟和时钟供电
• DVDD(1.2V)：数字供电

建议采用开关电源+LDO的两级架构，并特别注意电源去耦设计。

五、配置与校准

1. 工作模式配置

通过SPI接口可配置多种工作模式：

• 平均模式选择(1x/2x/4x)
• DDC旁路或复数/实数抽取模式
• JESD204B接口参数(LMFS配置)
• 测试模式(斜坡、PRBS等)

2. 校准流程

器件提供全面的校准功能：

1. 上电校准(约23ms x 3GSPS/FS每ADC对)
2. 连续后台校准
3. GPIO触发的按需校准

校准可补偿温度漂移，确保长期稳定性。