ADC09DJ1300-Q1 汽车双通道、9位、1.3GSPS模数转换器技术手册

ADC09xJ1300-Q1 是四通道、双通道和单通道、9 位、1.3 GSPS 模数转换器 （ADC） 系列。低功耗、高采样率和 9 位分辨率使 ADC09xJ1300-Q1 非常适合光检测和测距 （LiDAR） 系统。ADC09xJ1300-Q1 符合汽车应用标准。

6GHz 的全功率输入带宽 （-3dB） 为调频连续波 （FMCW） LiDAR 系统提供平坦的频率响应，并为基于脉冲的系统提供窄脉冲响应。全功率输入带宽还支持高达 4GHz 的直接射频采样。
*附件：adc09dj1300-q1.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（双通道和四通道器件）或 1 至 4 通道（用于单通道器件），SerDes 波特率高达 17.16Gbps，可为每个应用提供最佳配置。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，TA
• ADC内核：
  • 分辨率：9 位
  • 最大采样率：1.3GSPS
  • 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）：53.5dBFS
  • ENOB （100MHz）：8.5 位
  • SFDR （100MHz）：64dBc
  • 本底噪声 （–20dBFS）：–143dBFS
• 满量程输入电压：800mVPP-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 （7.2–8.2GHz）
• 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：450mW/通道
  • 双通道：625mW/通道
  • 单通道：940mW
• 电源：1.1V、1.9V

参数

方框图

ADC09xJ1300-Q1 是德州仪器推出的车规级高速模数转换器家族，包含四通道（ADC09QJ1300-Q1）、双通道（ADC09DJ1300-Q1）和单通道（ADC09SJ1300-Q1）版本，核心优势为 AEC-Q100 车规认证、高采样率与宽输入带宽，兼具低功耗与灵活的 JESD204C 接口，适配激光雷达（LiDAR）等汽车及工业高速信号采集场景。

核心参数与特性

• 分辨率与采样率：9 位分辨率（无失码），最高 1.3GSPS 采样率，支持高性能模式与低功耗模式（≤1GSPS）。
• 频率与带宽：全功率输入带宽达 6GHz，支持最高 4GHz 直接射频采样，适配 FMCW 与脉冲式 LiDAR。
• 精度与噪声：100MHz 输入时 SNR 达 53.5dBFS、ENOB 为 8.5 位、SFDR 为 64dBc；噪声基底低至–143dBFS/Hz。
• 工作条件：AEC-Q100 Grade 1 认证，工作温度–40°C 至 + 125°C；供电电压 1.1V、1.9V，采用 144 引脚 FCBGA 封装（10mm×10mm）。
• 功耗表现：1GSPS 时，四通道 450mW / 通道，双通道 625mW / 通道，单通道 940mW；掉电模式功耗仅 0.155W。

关键功能设计

• 多通道与接口配置：支持 JESD204C 接口，SerDes 速率最高 17.16Gbps，适配 8B/10B（兼容 JESD204B）与 64B/66B 编码；通道数对应 lanes 范围 1-8 路，支持子类 1 确定性延迟。
• 时钟与同步：内置 PLL/VCO（7.2-8.2GHz），支持内部 / 外部时钟输入；SYSREF 窗口同步功能简化多器件时序对齐，提供 4 路时钟输出供 FPGA / 相邻器件使用。
• 校准与补偿：支持前景校准（离线）、背景校准（无中断）及低功耗背景校准，可修正增益、偏移与线性误差；内置温度监测二极管，支持通道间偏移与增益匹配调节。
• 增强功能：集成时间戳输入 / 输出（标记特定采样点）、过范围检测（OVR）、CRC-12 校验与 FEC 前向纠错；支持冗余 lanes 配置提升系统可靠性。

典型应用场景

• 汽车电子：激光雷达（LiDAR）系统，适配 FMCW 与脉冲式测距，满足车规级温度与可靠性要求。
• 测试测量：车载测试设备、工业通信测试仪，适配高频宽信号采集。
• 其他场景：工业自动化状态监测、高频信号处理，兼容多通道同步采集需求。

设计与使用建议

• 电源与去耦：各电源域（1.1V、1.9V）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：模拟输入需差分驱动，建议 AC 耦合；CLK±、SYSREF± 信号推荐 AC 耦合，启用 SYSREF 窗口同步优化时序。
• 接口配置：通过 JMODE 寄存器灵活选择编码方式、 lanes 数量与采样率组合；64B/66B 编码提升传输效率，8B/10B 编码保障兼容性。
• 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延迟寄存器减少切换毛刺，通过 SPI 接口配置时需先禁用 JESD204C 与校准功能。