ADC08D502 双路 8 位 500-MSPS 高性能低功耗模数转换器技术规格与应用总结

该ADC08D502是一款双通道、低功耗、高性能CMOS模数转换器 以高达 500 MSPS 的采样率将信号数字化至 8 位分辨率。消耗典型的 1.4 伏单电源在 500 MSPS 时为 1.9 瓦，该器件指定无缺失 在整个工作温度范围内的代码。独特的折叠和插补架构， 全差分比较器设计，内部采样保持的创新设计 放大器和自校准方案可实现所有动态参数的非常平坦的响应 超越奈奎斯特，产生 7.5 的高 ENOB，输入信号为 250 MHz，采样率为 500 MHz 同时提供 10^-18^B.E.R. 输出格式为偏移二进制和 LVDS 数字输出与 IEEE 1596.3-1996 兼容，但可调 共模电压介于 0.8V 和 1.2V 之间。
*附件：adc08d502.pdf

每个转换器都有一个 1：2 解复用器，为两个 LVDS 总线供电并降低输出 每条总线上的数据速率为采样速率的一半。

该转换器在掉电模式下的功耗通常低于3.5 mW，并且可用 采用 128 引脚、热增强型裸焊盘 HLQFP，工作在工业 （-40°C ≤ T 一个 ≤ +85°C）温度范围。

特性

• 内部采样保持
• 单路+1.9V ±0.1V工作电压
• 选择 SDR 或 DDR 输出时钟
• 多ADC同步能力
• 指定无缺失代码
• 用于扩展控制的串行接口
• 输入满量程范围和偏移的微调
• 占空比校正采样时钟

主要技术参数

• 分辨率：8位
• 最大转换率：500 MSPS（最小值）
• 误码率：10 ^-18^ （典型值）
• ENOB @ 250 MHz 输入：7.5 位（典型值）
• DNL：±0.15 LSB（典型值）
• 功耗
  • 工作：1.4 W（典型值）
  • 掉电模式：3.5 mW（典型值）

参数

方框图

一、产品概述

ADC08D502 是德州仪器（TI）推出的双路 8 位超高速低功耗模数转换器（ADC），核心优势为高采样率、低功耗、多通道同步能力强，支持 SDR/DDR 输出时钟模式与灵活控制接口，适用于直接射频下变频、数字示波器、卫星机顶盒、通信系统及测试仪器等高速信号采集场景。文档版本为 SNOSC85A，最初发布于 2012 年 8 月，2013 年 4 月修订，器件采用 128 引脚裸露热焊盘 HLQFP 封装，工作温度范围 - 40°C 至 85°C。

二、核心参数与性能特性

1. 基础规格

• 分辨率与采样率 ：8 位分辨率（无失码），最高采样率 500 MSPS（最小），采样率范围 200 MSPS-500 MSPS；每通道集成 1:2 解复用器，输出数据率降至采样率的 1/2，简化后端数据处理。
• 动态性能 ：250 MHz 输入时 ENOB 达 7.5 位，SNR 达 47.5 dB；SFDR 达 55 dBc，THD 达 - 55 dB；全功率带宽 1.7 GHz，支持超奈奎斯特频率信号采集；通道间串扰≤-71 dB，相位匹配误差＜1°，多通道同步性能优异。
• 输入特性 ：差分输入满量程可选 650 mVpp（FSR 引脚低）或 870 mVpp（FSR 引脚高），扩展控制模式下可在 560 mVpp-840 mVpp 间微调；输入差分电阻 100 Ω，输入电容 1.6 pF（单端对地），驱动难度低。

2. 供电与功耗

• 供电范围 ：单电源 1.8 V-2.0 V（VA/DRVDD，标称 1.9 V），模拟与数字电源共用同一供电，简化供电设计。
• 功耗表现 ：500 MSPS 全负载时总功耗仅 1.4 W（典型值），低功耗优势显著；掉电模式功耗低至 3.5 mW，支持单独关闭 Q 通道（PDQ 引脚），进一步优化功耗。

3. 封装与环境适应性

• 封装类型 ：128 引脚 HLQFP 封装，带裸露热焊盘，散热性能优异，结到环境热阻（θJA）25 °C/W，结到焊盘热阻（θJ-PAD）2.8 °C/W。
• 可靠性 ：ESD 防护电压 ±2500 V（人体模型 HBM）、±250 V（机器模型 MM）；结温最高 130°C，长期工作稳定性良好。

4. 接口特性

• 数据输出 ：32 路 LVDS 输出（每通道 16 对），兼容 IEEE 1596.3-1996 标准，共模电压可在 0.8 V-1.2 V 间调节；支持 SDR（单数据率）和 DDR（双数据率）模式，DCLK 时钟频率最高 250 MHz（SDR）或 125 MHz（DDR）。
• 控制接口 ：支持普通控制模式（引脚直接控制）和扩展控制模式（3 线 / 4 线 SPI 串行接口），可配置输入满量程、偏移、输出时钟模式等参数，灵活适配系统设计。

三、工作模式与功能原理

1. 核心架构

双通道独立设计，每通道集成采样保持电路、8 位 ADC 核心、1:2 解复用器及 LVDS 输出驱动；采用校准折叠插值架构，内置自校准模块，有效降低非线性误差，提升动态性能。

2. 主要工作模式

• 采样模式 ：双路同步采样，时钟输入为差分 LVDS 信号（交流耦合），时钟占空比兼容 20%-80%（默认启用占空比校正），支持多器件时钟同步（DCLK_RST 引脚）。
• 输出模式 ：SDR 模式下数据沿 DCLK 单边缘输出，DDR 模式下数据沿 DCLK 双边缘输出，可通过引脚或寄存器选择输出边缘；提供延迟（DId/DQd）和非延迟（DI/DQ）两组输出，适配不同时序需求。
• 低功耗模式 ：全局掉电模式（PD 引脚）关闭整个器件，功耗 3.5 mW；单独掉电模式（PDQ 引脚）仅关闭 Q 通道，I 通道正常工作，平衡功耗与功能需求。

3. 关键功能细节

• 自校准功能 ：上电自动校准或手动触发校准（CAL 引脚），校准周期约 1.4×10⁵个时钟周期，可修正输入失调、满量程误差、DNL 和 INL，确保全温范围内性能稳定。
• 偏移与量程调节 ：扩展控制模式下，每通道偏移可 ±45 mV 微调（步长 0.176 mV），满量程可 512 级微调，适配不同信号幅度场景。
• 超限指示 ：OR± 引脚提供差分超限输出，当输入超出满量程时触发，方便系统异常检测。

四、应用场景与设计建议

1. 典型应用领域

• 直接射频下变频系统、高速数字示波器、卫星接收设备、无线通信基站、高频测试仪器等。

2. 设计关键要点

• 电源设计 ：电源引脚需就近并联 0.1 µF 去耦电容和 33 µF 大容量电容，模拟与数字电源路径需隔离（推荐使用铁氧体磁珠），降低电源噪声串扰。
• 输入与时钟设计 ：模拟输入需差分驱动，交流耦合时 VCMO 引脚接地，直流耦合时输入共模电压需与 VCMO 引脚电压（典型 1.26 V）一致且偏差≤50 mV；时钟需采用低抖动差分信号，时钟幅度控制在 0.4 Vpp-2.0 Vpp 间，避免过量或不足。
• 布线与散热 ：PCB 需采用单一接地平面，模拟区与数字区严格分离；高频信号（时钟、模拟输入）需短路径、低阻抗布线，避免与其他信号交叉；裸露热焊盘需焊接至地平面，并通过散热过孔连接至 PCB 背面铜层，确保散热效率。