ADC12DJ1600 双通道、12位、1.6GSPS ADC技术手册

ADC12xJ1600 是四通道、双通道和单通道、12 位、1.6GSPS 模数转换器 （ADC） 系列。低功耗、高采样率和 12 位分辨率使 ADC12xJ1600 适用于各种多通道通信和测试系统。

6GHz的全功率输入带宽（−3dB）支持L波段和S波段的直接RF采样。
*附件：adc12dj1600.pdf

包括许多时钟功能以放宽系统硬件要求，例如带有集成压控振荡器 （VCO） 的内部锁相环 （PLL） 以生成采样时钟。提供四个时钟输出，用于对FPGA或ASIC的逻辑和SerDes进行时钟处理。为脉冲系统提供时间戳输入和输出。

JESD204C串行接口通过减少印刷电路板 （PCB） 布线量来减小系统尺寸。接口模式支持 2 至 8 通道（双通道和四通道设备）或 1 至 4 通道（用于单通道设备），SerDes 波特率高达 17.16Gbps，可为每个应用提供最佳配置。

特性

• ADC内核：
  • 分辨率：12位
  • 最大采样率：1.6GSPS
  • 非交错架构
  • 内部抖动可减少高阶谐波
• 性能规格 （–1dBFS）：
  • 信噪比 （100MHz）：57.4dBFS
  • ENOB （100MHz）：9.1 位
  • SFDR （100MHz）：64dBc
  • 本底噪声 （–20dBFS）：–147dBFS
• 满量程输入电压：80mVPP-DIFF
• 全功率输入带宽：6GHz
• JESD204C 串行数据接口：
  • 支持 2 至 8 个（四通道、双通道）或 1 至 4 个（单通道）总 SerDes 通道
  • 最特率：17.16Gbps
  • 64B/66B 和 8B/10B 编码模式
  • 子类 1 对确定性延迟的支持
  • 与JESD204B接收器兼容
• 可选的内部采样时钟生成
  • 内部 PLL 和 VCO（7.2 至 8.2GHz）
• SYSREF 窗口简化同步
• 四个时钟输出简化了系统时钟
  • FPGA或相邻ADC的参考时钟
  • SerDes 收发器的参考时钟
• 脉冲系统的时间戳输入和输出
• 功耗（1GSPS）：
  • 四通道：477mW/通道
  • 双通道：700mW/通道
  • 单通道：1000mW
• 电源：1.1V、1.9V

参数

方框图

ADC12xJ1600 系列是德州仪器推出的高速多通道 12 位模数转换器家族，包含四通道（ADC12QJ1600）、双通道（ADC12DJ1600）和单通道（ADC12SJ1600）版本，核心优势为高采样率、宽输入带宽与灵活的 JESD204C 接口，兼具低功耗与高可靠性，适配激光雷达（LiDAR）、测试测量、电子战、卫星通信等高速信号采集场景。

核心参数与特性

• 精度与分辨率：12 位分辨率，无失码，INL 最大 1.9 LSB，偏移漂移低至 0.25 µV/°C，增益漂移 0.000018 %/°C，100MHz 输入时 SNR 达 57.4 dBFS，SFDR 达 64 dBc。
• 采样率与带宽：最高 1.6 GSPS 采样率，全功率输入带宽 6 GHz，支持直接射频采样 L 波段（1-2GHz）和 S 波段（2-4GHz）信号。
• 工作条件：供电电压 1.1V（模拟 / 数字）、1.9V（模拟 / PLL），工作温度 - 40°C 至 + 125°C，采用 144 引脚 FCBGA 封装（10mm×10mm）。
• 功耗表现：1GSPS 时，四通道 477mW / 通道，双通道 700mW / 通道，单通道 1000mW；掉电模式功耗仅 0.15W。
• 抗干扰与接口：CMRR 最高 130dB，支持 JESD204C 接口，SerDes 速率达 17.16Gbps，兼容 8B/10B 与 64B/66B 编码，支持子类 1 确定性延迟。

关键功能设计

• 信号链架构：非交错架构，内置低漂移带隙基准源与 PLL/VCO（7.2-8.2GHz），支持内部振荡器或外部时钟输入，集成输入缓冲器与 50Ω 内部终端电阻。
• 校准与同步：支持前景校准（需离线）、背景校准（无中断）及低功耗背景校准模式，SYSREF 窗口同步功能简化多器件时序对齐，timestamp 输入可标记特定采样点。
• 灵活接口配置：JESD204C 接口支持 1-8 路 SerDes lane，提供 CRC-12 校验与 FEC 前向纠错功能，支持冗余 lanes 配置提升系统可靠性。
• 时钟与触发：内置 C-PLL 生成采样时钟，提供 PLLREFO±、TRIGOUT± 等时钟输出，支持多器件时钟同步，Over-range 检测功能快速响应信号饱和。

典型应用场景

• 激光雷达（LiDAR）：脉冲信号采集、FMCW 信号处理，适配车载与工业测距需求。
• 测试测量：手持测试设备、多通道示波器、数字化仪，满足高速信号捕获需求。
• 通信与电子战：卫星通信（SATCOM）、电子情报（ELINT）、信号情报（SIGINT），支持宽频带信号采样。
• 医疗与工业：光学相干断层扫描（OCT）、工厂自动化状态监测、电机控制闭环系统。

设计与使用建议

• 电源与去耦：各电源域（1.1V、1.9V）需单独供电，就近并联去耦电容，模拟地、数字地、PLL 地单点连接至公共地平面。
• 输入与时钟：前端串联 RC 抗混叠滤波器，时钟信号建议 AC 耦合，启用 SYSREF 窗口同步优化时序，避免时钟过冲与毛刺。
• 接口配置：根据需求选择 JMODE 参数定义 JESD204C 编码与 lane 数量，64B/66B 编码提升传输效率，8B/10B 编码兼容 JESD204B 接收器。
• 校准与初始化：上电后优先执行前景校准，温度变化较大时重新校准；启用背景校准需配置 ADC_SRC_DLY 与 MUX_SEL_DLY 以减少切换毛刺，通过 SPI 接口配置寄存器时需先禁用 JESD204C 与校准功能。