16位、20/40/65/80 MSPS、 1.8 V双通道模数转换器 AD9269 功能框图 特性 AVDD 1.8 V模拟电源供电 GND SDIO SCLK CSB 1.8 V至3.3 V输出电平 SPI 77.6 dBFS(9.7 MHz输入) PROGRAMMING DATA VIN+A ADC VIN–A 93 dBc(9.7 MHz输入) 80 dBc(200 MHz输入) 低功耗 VREF QUADRATURE ERROR CORRECTION SENSE VCM REF SELECT RBIAS 每通道44 mW(20 MSPS) VIN–B 每通道100 mW(80 MSPS) VIN+B ADC 差分输入、700 MHz带宽 片内基准电压源和采样保持电路 2 V峰峰值差分模拟输入 DNL：−0.5/+1.1 LSB CLK+ CLK– 串行端口控制选项 D15A D0A DCOA DRVDD CMOS OUTPUT BUFFER 无杂散动态范围(SFDR) MUX OPTION 71 dBFS(200 MHz输入) ORA DIVIDE 1 TO 6 DUTY CYCLE STABILIZER MODE CONTROLS SYNC DCS PDWN DFS OEB ORB D15B D0B DCOB 08538-001 信噪比(SNR) CMOS OUTPUT BUFFER AD9269 集成正交误差校正(QEC) 图1. 数据格式：偏移二进制、格雷码或二进制补码 可选时钟占空比稳定器(DCS) 产品聚焦 1至6整数输入时钟分频器 1. AD9269采用1.8 V单模拟电源供电，而数字输出驱动器 采用独立的电源供电，以适应1.8 V至3.3 V系列的逻辑 电平。 数据输出复用选项 内置可选数字测试码生成功能 节能的掉电模式 带可编程时钟和数据对准功能的数据时钟输出(DCO) 应用 通信 分集无线电系统 多模式数字接收器 GSM、 EDGE、 W-CDMA、 LTE、 CDMA2000、 WiMAX、TD-SCDMA I/Q解调系统 智能天线系统 电池供电仪表 手持式示波器 便携式医疗成像 2. 取得专利的采样保持电路在最高200 MHz的输入频率下 仍保持出色的性能，而且成本低、功耗低、易于使用。 3. 可选的SPI选择直流校正和正交误差校正(QEC)功能可 校正两个通道之间的直流失调、增益和相位失配。 4. 标准串行端口接口(SPI)支持各种产品特性和功能，例 如：数据输出格式化、内部时钟分频器、掉电模式、 DCO/数据时序和失调调整、以及基准电压源模式等。 5. AD9269采用64引脚LFCSP封装，符合RoHS标准，与16 位ADC AD9268、14位ADC AD9258、14位ADC AD9251、 12位ADC AD9231、12位基带分集接收机 AD6659和10位 ADC AD9204引脚兼容，因此采样速率为20 MSPS至125 MSPS的10位至16位转换器可轻松实现升级。 超声 雷达/LIDAR Rev. 0 Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 AD9269 目录 特性.....................................................................................................1 时钟输入考虑.............................................................................22 应用.....................................................................................................1 功耗和待机模式 ........................................................................24 功能框图 ............................................................................................1 数字输出 .....................................................................................25 产品聚焦 ............................................................................................1 时序 ..............................................................................................25 修订历史 ............................................................................................2 内置自测(BIST)和输出测试 ........................................................26 概述.....................................................................................................3 内置自测(BIST) ........................................................................26 技术规格 ............................................................................................4 输出测试模式.............................................................................26 直流规格 .......................................................................................4 通道/芯片同步................................................................................27 交流特性 .......................................................................................6 直流和正交误差校正(QEC) .......................................................28 数字规格 .......................................................................................7 串行端口接口(SPI) .......................................................................29 开关规格 .......................................................................................8 使用SPI的配置 ...........................................................................29 时序规格 .......................................................................................9 硬件接口 .....................................................................................29 绝对最大额定值.............................................................................10 不使用SPI的配置.......................................................................30 热特性..........................................................................................10 SPI访问特性 ...............................................................................30 ESD警告 ......................................................................................10 存储器映射......................................................................................31 引脚配置和功能描述 ....................................................................11 读取存储器映射寄存器表.......................................................31 典型工作特性 .................................................................................13 禁用的地址 .................................................................................31 AD9269-80 ..................................................................................13 默认值..........................................................................................31 AD9269-65 ..................................................................................15 存储器映射寄存器表 ...............................................................32 AD9269-40 ..................................................................................16 存储器映射寄存器描述 ...........................................................34 AD9269-20 ..................................................................................17 应用信息 ..........................................................................................36 等效电路 ..........................................................................................18 设计指南 .....................................................................................36 工作原理 ..........................................................................................19 外形尺寸 ..........................................................................................37 ADC架构 .....................................................................................19 订购指南 .....................................................................................37 模拟输入考虑.............................................................................19 基准电压源 .................................................................................21 修订历史 2010年1月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 40 AD9269 概述 AD9269是一款单芯片、双通道、16位、20/40/65/80 MSPS 模数转换器(ADC)，采用1.8V电源供电，内置高性能采样 保持电路和片内基准电压源。 该产品采用多级差分流水线架构，内置输出纠错逻辑，在 80 MSPS数据速率时可提供16位精度，并保证在整个工作 温度范围内无失码。 AD9269集成可选的直流校正和正交误差校正(QEC)模块， 可校正两个通道之间的直流失调、增益和相位失配。在直 接变频接收机等复信号处理应用中，此功能模块可发挥重 要作用。 该ADC还内置多种功能特性，可使器件的灵活性达到最 佳、系统成本最低，例如可编程时钟与数据对准、生成可 编程数字测试码等。可获得的数字测试码包括内置固定码 和伪随机码，以及通过串行端口接口(SPI)输入的用户自定 义测试码。 采用一个差分时钟输入来控制所有内部转换周期。可选的 占空比稳定器(DCS)用来补偿较大的时钟占空比波动，同 时保持出色的ADC总体性能。 数字输出数据格式为偏移二进制、格雷码或二进制补码。 每个ADC通道均有一个数据输出时钟(DCO)，用来确保接 收逻辑具有正确的锁存时序。该器件支持1.8 V和3.3 V两种 CMOS电平，输出数据可以在单条输出总线上多路复用。 AD9269采用64引脚LFCSP封装，符合RoHS标准，额定温 度范围为−40°C至+85°C工业温度范围。 Rev. 0 | Page 3 of 40 AD9269 技术规格 直流规格 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 表1. 参数 分辨率 精度 无失码 失调误差 增益误差1 微分非线性(DNL)2 积分非线性(INL)2 温度 全 AD9269-20/AD9269-40 最小值 典型值 最大值 16 全 全 全 全 保证 ±0.05 −2.0 25°C 全 −0.5/+0.6 25°C ±2.0 25°C 25°C ±0.0 ±0.2 全 ±2 AD9269-65 最小值 典型值 最大值 16 保证 ±0.05 −2.0 ±0.40 −0.9/+1.2 AD9269-80 最小值 典型值 最大值 16 保证 ±0.05 −2.0 ±0.50 −0.9/+1.4 −0.5/+1.1 ±5.50 ±0.50 −0.9/+1.65 % FSR % FSR LSB ±6.50 LSB LSB −0.5/+1.1 ±6.50 ±2.2 单位 位 ±3.3 LSB 匹配特性 失调误差 增益误差1 温度漂移 失调误差 内部基准电压 输出电压(1 V模式) 负载调整误差 @1.0 mA 折合到输入端噪声 VREF = 1.0 V 模拟输入 输入范围， VREF = 1.0 V 输入电容3 输入共模电压 全 0.993 ±0.0 ±0.2 ±0.55 ±0.0 ±0.2 ±2 1.005 0.981 0.993 ±0.65 ±2 1.005 0.981 0.993 % FSR % FSR ppm/°C 1.005 V 全 2 2 2 mV 25°C 2.8 2.8 2.8 LSB rms 全 2 2 2 V p-p 全 全 6.5 0.9 6.5 0.9 6.5 0.9 pF V 输入共模范围 全 基准电压输入阻抗 全 电源 电源电压 AVDD DRVDD 电源电流 IAVDD2 IDRVDD2(1.8 V) IDRVDD2(3.3 V) 0.981 ±0.50 全 全 全 全 全 0.5 1.3 0.5 7.5 1.7 1.7 1.3 0.5 7.5 1.8 1.9 3.6 1.7 1.7 50.0/69.3 3.9/6.4 7.4/12.4 52.5/72.6 7.5 1.8 1.9 3.6 96.6 9.6 18.7 101.2 Rev. 0 | Page 4 of 40 1.3 1.7 1.7 V kΩ 1.8 1.9 3.6 V V 113 11.8 23 119 mA mA mA AD9269 参数 功耗 直流输入 正弦波输入2 (DRVDD = 1.8 V) 正弦波输入2 (DRVDD = 3.3 V) 待机功耗4 掉电功耗 1 2 3 4 温度 AD9269-20/AD9269-40 最小值 典型值 最大值 AD9269-65 最小值 典型值 最大值 AD9269-80 最小值 典型值 最大值 单位 全 全 87.7/121.7 96.9/136.3 全 114.4/165.7 235.6 279 mW 全 全 37/37 1.0 37 1.0 37 1.0 mW mW 102.0/142.3 170.7 191.2 采用1.0 V外部基准电压测量。 测量条件为：10 MHz输入频率、额定采样速率、满量程正弦波、每个输出位的负载约为5 pF。 输入电容指一个差分输入引脚与AGND之间的有效电容。 待机功耗的测量条件为：直流输入且CLK+、CLK−有效。 Rev. 0 | Page 5 of 40 199.8 200 224.6 240 mW mW AD9269 交流特性 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 表2. AD9269-20/AD9269-40 参数1 温度 最小值 典型值 最大值 AD9269-65 AD9269-80 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 单位 信噪比(SNR) fIN = 9.7 MHz fIN = 30.5 MHz 25°C 25°C 全 fIN = 70 MHz 78.0 77.5 77.5 77.5 76.5 25°C 77.6 77.2 76.5 76.5 76.5 76.3 75.5 全 fIN = 200 MHz dBFS dBFS dBFS dBFS dBFS dBFS 25°C 71.0 信纳比(SINAD) fIN = 9.7 MHz fIN = 30.5 MHz 25°C 25°C 全 fIN = 70 MHz 77.9 77.2 77.4 77.2 76.0 25°C 77.4 76.9 69.4 76.0 76.4 76.4 76.1 75.0 全 fIN = 200 MHz dBFS dBFS dBFS dBFS dBFS dBFS 25°C 有效位数(ENOB) fIN = 9.7 MHz fIN = 30.5 MHz fIN = 70 MHz fIN = 200 MHz 25°C 25°C 25°C 25°C 12.6 12.5 12.4 12.6 12.5 12.4 12.6 12.5 12.3 11.2 Bits Bits Bits Bits 25°C 25°C −95 −90 −97 −93 −93 −92 dBc dBc dBc dBc dBc dBc 最差的二次/三次谐波 fIN = 9.7 MHz fIN = 30.5 MHz −80 全 fIN = 70 MHz 25°C −80 −89 −97 −90 −80 全 fIN = 200 MHz 25°C −80 无杂散动态范围(SFDR) fIN = 9.7 MHz fIN = 30.5 MHz 25°C 25°C 全 fIN = 70 MHz 25°C 95 90 95 91 80 93 92 80 89 95 90 80 全 fIN = 200 MHz dBc dBc dBc dBc dBc dBc 25°C 80 最差其它谐波或杂散 fIN = 9.7 MHz fIN = 30.5 MHz 25°C 25°C −99 −100 −90 全 fIN = 70 MHz 25°C −89 −100 −99 −99 −99 −86 dBc dBc dBc dBc dBc dBc 90 −110 700 dBc dBc MHz −91 −100 −97 −89 全 fIN = 200 MHz 25°C 双音无杂散动态范围(SFDR) fIN = 30.5 MHz (−7 dBFS), 32.5 MHz (−7 dBFS) 串扰2 模拟输入带宽 1 2 25°C 全 25°C 90 −110 700 如需了解完整的定义，请参阅应用笔记AN-835：“了解高速ADC测试和评估”。 串扰的测量条件：一个通道参数为−1.0 dBFS、100 MHz且另一个通道上无输入信号。 Rev. 0 | Page 6 of 40 90 −110 700 AD9269 数字规格 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 表3. AD9269-20/AD9269-40/AD9269-65/AD9269-80 参数 温度 差分时钟输入(CLK+、CLK−) 逻辑兼容 内部共模偏置 差分输入电压 输入电压范围 高电平输入电流 低电平输入电流 输入电阻 输入电容 全 全 全 全 全 全 全 逻辑输入(SCLK/DFS、SYNC、PDWN)1 高电平输入电压 低电平输入电压 高电平输入电流 低电平输入电流 输入电阻 输入电容 逻辑输入(CSB)2 高电平输入电压 低电平输入电压 高电平输入电流 低电平输入电流 输入电阻 输入电容 逻辑输入(SDIO/DCS)2 高电平输入电压 低电平输入电压 高电平输入电流 低电平输入电流 输入电阻 输入电容 数字输出 DRVDD = 3.3 V 高电平输出电压，IOH= 50 μA 高电平输出电压，IOH= 0.5 mA 低电平输出电压，IOL= 1.6 mA 低电平输出电压，IOL= 50 μA DRVDD = 1.8 V 高电平输出电压，IOH= 50 μA 高电平输出电压，IOH= 0.5 mA 低电平输出电压，IOL= 1.6 mA 低电平输出电压，IOL= 50 μA 1 2 最小值 典型值 最大值 单位 3.6 AVDD + 0.2 +10 +10 12 V V p-p V µA µA kΩ pF CMOS/LVDS/LVPECL 0.9 0.2 GND − 0.3 −10 −10 8 全 全 全 全 全 全 1.2 0 −50 −10 全 全 全 全 全 全 1.2 0 −10 40 全 全 全 全 全 全 1.2 0 −10 40 全 全 全 全 3.29 3.25 全 全 全 全 1.79 1.75 10 4 DRVDD + 0.3 0.8 −75 +10 V V µA µA kΩ pF DRVDD + 0.3 0.8 +10 135 V V µA µA kΩ pF DRVDD + 0.3 0.8 +10 130 V V µA µA kΩ pF 30 2 26 2 26 5 内置30 kΩ下拉电阻。 内置30 kΩ上拉电阻。 Rev. 0 | Page 7 of 40 0.2 0.05 V V V V 0.2 0.05 V V V V AD9269 开关规格 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 表4. AD9269-20/AD9269-40 参数 时钟输入参数 输入时钟速率 转换速率1 时钟周期—一分频模式(tCLK) 时钟脉宽高电平(tCH) 孔径延迟(tA) 孔径不确定(抖动，tJ) 数据输出参数 数据传播延迟(tPD) DCO传播延迟(tDCO) DCO至数据偏斜(tSKEW) 流水线延迟 QEC有效 唤醒时间2 待机 温度 最小值 典型值 全 全 全 3 50/25 全 全 全 全 全 全 全 全 全 典型值 AD9269-80 最大值 480 65 3 15.38 最小值 典型值 最大值 480 80 3 12.5 25.0/12.5 1.0 0.1 7.69 1.0 0.1 6.25 1.0 0.1 3 3 0.1 9 11 350 600/400 2 3 3 0.1 9 11 350 300 2 3 3 0.1 9 11 350 260 2 转换速率指CLK分频之后的时钟速率。 唤醒时间取决于去耦电容的值。 N–1 N+4 tA N+5 N N+3 VIN N+1 tCH N+2 tCLK CLK+ CLK– tDCO DCOA/DCOB CH A/CH B DATA N–9 N–8 N–7 N–6 N–5 tPD 08538-002 tSKEW 图2. CMOS输出数据时序 N–1 N+4 tA N+5 N N+3 VIN N+1 tCH N+2 tCLK CLK+ CLK– tDCO DCOA/DCOB tSKEW CH A N–9 CH A/CH B DATA CH B N–9 CH A N–8 CH B N–8 tPD 图3. CMOS交错输出时序 Rev. 0 | Page 8 of 40 CH A N–7 CH B N–7 CH A N–6 CH B N–6 CH A N–5 08538-003 2 AD9269-65 最小值 480 20/40 超范围恢复时间 1 最大值 单位 MHz MSPS ns ns ns ps rms ns ns ns 周期 周期 µs ns 周期 AD9269 时序规格 表5. 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 同步时序要求 tSSYNC tHSYNC 0.24 0.40 SYNC至CLK建立时间的上升沿 SYNC至CLK保持时间的上升沿 ns ns SPI时序要求 tDIS_SDIO 数据与SCLK上升沿之间的建立时间 数据与SCLK上升沿之间的保持时间 SCLK周期 CSB与SCLK之间的建立时间 CSB与SCLK之间的保持时间 SCLK高电平脉冲宽度 SCLK低电平脉冲宽度 相对于SCLK下降沿，SDIO引脚从输入状态 切换到输出状态所需的时间 相对于SCLK上升沿，SDIO引脚从输出状态 切换到输入状态所需的时间 2 2 40 2 2 10 10 10 ns ns ns ns ns ns ns ns 10 ns CLK+ tSSYNC tHSYNC 08538-004 tDS tDH tCLK tS tH tHIGH tLOW tEN_SDIO SYNC 图4. SYNC输入时序要求 Rev. 0 | Page 9 of 40 AD9269 绝对最大额定值 热特性 表6. 参数 AVDD至AGND DRVDD至AGND VIN+A、VIN+B、VIN−A、VIN−B至AGND CLK+、CLK−至AGND SYNC至AGND VREF至AGND SENSE至AGND VCM至AGND RBIAS至AGND CSB至AGND SCLK/DFS至AGND SDIO/DCS至AGND OEB至AGND PDWN至AGND D0x - D15x至AGND DCOx至AGND 工作温度范围(环境) 偏置条件下的最大结温 存储温度范围(环境) 额定值 −0.3 V至+2.0 V −0.3 V至+3.9 V −0.3 V至AVDD + 0.2 V −0.3 V至AVDD + 0.2 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −0.3 V至AVDD + 0.2 V −0.3 V至AVDD + 0.2 V −0.3 V至AVDD + 0.2 V −0.3 V至AVDD + 0.2 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −0.3 V至DRVDD + 0.3 V −40°C至+85°C 150°C −65°C至+150°C 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器 件的可靠性。 裸露焊盘是芯片的唯一接地连接，必须焊接到用户PCB的 AGND层。将裸露焊盘焊接到用户板上，还可提高焊接可 靠性，从而最大限度发挥封装的热性能。 表7. 热阻 封装类型 64引脚LFCSP 9 mm × 9 mm (CP-64-4) 气流速度 (m/s) 0 1.0 2.5 θJA1, 2 23 20 18 θJC1, 3 2.0 θJB1, 4 12 单位 °C/W °C/W °C/W 按照JEDEC 51-7，加上JEDEC 25-5 2S2P测试板。 按照JEDEC JESD51-2(静止空气)或JEDEC JESD51-6(流动空气)。 3 按照MIL-Std 883、方法 1012.1。 4 按照JEDEC JESD51-8(静止空气)。 1 2 θJA典型值的测试条件为带实接地层的四层PCB。如表7所 示，气流可改善散热，从而降低θJA。另外，直接与封装引 脚接触的金属，包括金属走线、通孔、接地层、电源层， 可降低θJA。 ESD警告 Rev. 0 | Page 10 of 40 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能 量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的 ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 AD9269 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 AVDD AVDD VIN+B VIN–B AVDD AVDD RBIAS VCM SENSE VREF AVDD AVDD VIN–A VIN+A AVDD AVDD 引脚配置和功能描述 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 PIN 1 INDICATOR AD9269 TOP VIEW (Not to Scale) 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 PDWN OEB CSB SCLK/DFS SDIO/DCS ORA D15A (MSB) D14A D13A D12A D11A DRVDD D10A D9A D8A D7A NOTES 1. THE EXPOSED PADDLE MUST BE SOLDERED TO THE PCB ANALOG GROUND TO ENSURE PROPER HEAT DISSIPATION, NOISE, AND MECHANICAL STRENGTH BENEFITS. 08538-005 D12B D13B DRVDD D14B D15B (MSB) ORB DCOB DCOA D0A (LSB) D1A D2A DRVDD D3A D4A D5A D6A 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 CLK+ CLK– SYNC D0B (LSB) D1B D2B D3B D4B D5B DRVDD D6B D7B D8B D9B D10B D11B 图5. 引脚配置 表8. 引脚功能描述 引脚编号 0, EP 引脚名称 AGND 1, 2 3 4 to 9, 11 至 18, 20, 21 10, 19, 28, 37 22 23 24 25 to 27, 29 to 36, 38 to 42 43 44 CLK+, CLK− SYNC D0B (LSB) 至 D15B (MSB) DRVDD ORB DCOB DCOA D0A (LSB) 至 D15A (MSB) ORA SDIO/DCS 45 SCLK/DFS 46 47 CSB OEB 48 PDWN 描述 裸露焊盘是唯一的接地连接，必须焊接到PCB模拟地，以确保正常功能和散热，并获得低噪声和机械强度方 面的好处。 差分编码时钟。PECL、LVDS或1.8 V CMOS输入。 数字输入。时钟分频器的SYNC输入。内置30 kΩ下拉电阻。 通道B数字输出。D0B为LSB，D15B为MSB。 数字输出驱动电源(1.8 V至3.3 V)。 通道B超范围数字输出。 通道B数据时钟数字输出。 通道A数据时钟数字输出。 通道A数字输出。D0A为LSB，D15A为MSB。 通道A超范围数字输出。 SPI数据输入/输出(SDIO)。双向SPI数据输入/输出(SPI模式)。内置30 kΩ下拉电阻(SPI模式)。 占空比稳定器(DCS)。占空比稳定器的静态使能输入(非SPI模式)。内置30 kΩ上拉电阻(非SPI或DCS模式)。 SPI时钟(SCLK)。输入(SPI模式)。内置30 kΩ下拉电阻。 数据格式选择(DFS)。数据输出格式的静态控制(非SPI模式)。内置30 kΩ下拉电阻。 DFS高电平：二进制补码输出。 DFS低电平：偏移二进制输出。 SPI片选。低电平有效使能；内置30 kΩ上拉电阻。 数字输入。内置30 kΩ下拉电阻。 低电平：使能通道A和通道B数字输出。 高电平：三态输出。 数字输入。内置30 kΩ下拉电阻。 高电平：关断器件。 低电平：运行器件，正常工作。 Rev. 0 | Page 11 of 40 AD9269 引脚编号 49, 50, 53, 54, 59, 60, 63, 64 51, 52 55 56 57 58 61, 62 引脚名称 AVDD 描述 1.8 V模拟电源引脚。 VIN+A, VIN−A VREF SENSE VCM RBIAS VIN−B, VIN+B 通道A模拟输入。 基准电压输入/输出。 基准电压模式选择。 等于中间电源电压的模拟输出电压。设置模拟输入的共模电压。 设置模拟电流偏置。连接到接地10 kΩ(1%容差)电阻。 通道B模拟输入。 Rev. 0 | Page 12 of 40 AD9269 典型工作特性 AD9269-80 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 0 0 80MSPS 9.7MHz @ –1dBFS SNR = 76.8dB (77.8dBFS) SFDR = 94.3dBc –40 –60 –80 –100 –120 –40 –60 –80 –100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 –140 0 5 10 15 FREQUENCY (MHz) 35 40 0 80MSPS 69MHz @ –1dBFS SNR = 75.1dB (76.1dBFS) SFDR = 89.5dBc –20 80MSPS 210MHz @ –1dBFS SNR = 70dB (71dBFS) SFDR = 79.7dBc –20 –40 AMPLITUDE (dBFS) –60 –80 –100 –120 –40 –60 –80 –100 5 10 15 20 25 30 35 40 –140 0 5 10 15 FREQUENCY (MHz) 35 40 10 80MSPS 28.3MHz @ –7dBFS 30.6MHz @ –7dBFS SFDR = 89.5dBc (96.5dBFS) SFDR/IMD3 (dBc/dBFS) –10 –45 –60 –75 2F1 + F2 2F2 + F1 –90 F2 – F1 –105 F1 + F2 2F2 – F1 2F1 – F2 SFDR (dBc) –30 IMD3 (dBc) –50 –70 SFDR (dBFS) –90 –110 –120 IMD3 (dBFS) 4 8 12 16 20 24 28 FREQUENCY (MHz) 32 36 –130 –95 08538-053 –135 30 图10. AD9269-80单音FFT（fIN = 210 MHz） 0 –30 25 FREQUENCY (MHz) 图7. AD9269-80单音FFT(fIN = 69 MHz) –15 20 08538-036 0 08538-035 –120 图8. AD9269-80双音FFT(fIN1 = 28.3 MHz、fIN2 = 30.6 MHz) –85 –75 –65 –55 –45 –35 INPUT AMPLITUDE (dBFS) –25 –15 图11. 双音SFDR/IMD3与输入幅度(AIN)的关系 （fIN1 = 28.3 MHz，fIN2 = 30.6 MHz） Rev. 0 | Page 13 of 40 08538-054 AMPLITUDE (dBFS) 30 图9. AD9269-80单音FFT(fIN = 30.6 MHz) 0 AMPLITUDE (dBFS) 25 FREQUENCY (MHz) 图6. AD9269-80单音FFT(fIN = 9.7 MHz) –140 20 08538-034 –120 08538-033 –140 80MSPS 30.6MHz @ –1dBFS SNR = 76.5dB (77.5dBFS) SFDR = 85.7dBc –20 AMPLITUDE (dBFS) AMPLITUDE (dBFS) –20 AD9269 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 120 100 SFDRFS SFDR (dBc) 90 100 70 SNR/SFDR (dBc/dBFS) SNR/SFDR (dBFS/dBc) 80 SNR (dBFS) 60 50 40 30 20 80 SNRFS SFDR 60 SNR 40 20 0 50 100 150 INPUT FREQUENCY (MHz) 200 0 –65 –60 08538-057 0 图12. AD9269-80 SNR/SFDR与输入频率(AIN)的关系 （2 V峰峰值满量程） –40 –30 –20 INPUT AMPLITUDE (dBFS) –10 0 图15. AD9269-80 SNR/SFDR与输入幅度(AIN)的关系 （ fIN = 9.7 MHz） 100 4.0M 90 2.8 LSB RMS 3.5M SFDR (dBc) 80 3.0M 70 SNR (dBFS) NUMBER OF HITS SNR/SFDR (dBFS/dBc) –50 08538-061 10 60 50 40 30 2.5M 2.0M 1.5M 1.0M 20 500k 10 40 50 60 SAMPLE RATE (MSPS) 70 80 0 OUTPUT CODE 图16. 接地输入直方图 6 1.0 4 0.5 2 INL ERROR (LSB) 1.5 0 –0.5 –2 0 16,384 32,768 OUTPUT CODE 49,152 65,536 图14. DNL误差（fIN = 9.7 MHz） –6 0 16,384 32,768 OUTPUT CODE 49,152 图17. INL误差（fIN = 9.7 MHz） Rev. 0 | Page 14 of 40 65,536 08538-037 –1.5 0 –4 –1.0 08538-038 DNL ERROR (LSB) 图13. AD9269-80 SNR/SFDR与采样速率的关系 （AIN = 9.7 MHz） 08538-048 30 N – 12 N – 11 N – 10 N–9 N–8 N–7 N–6 N–5 N–4 N–3 N–2 N–1 N N+1 N+2 N+3 N+4 N+5 N+6 N+7 N+8 N+9 N + 10 20 08538-055 0 10 AD9269 AD9269-65 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 120 0 65MSPS 9.7MHz @ –1dBFS SNR = 76.9dB (77.9dBFS) SFDR = 95.9dBc SFDRFS 100 –40 SNR/SFDR (dBc/dBFS) –60 –80 –100 SNRFS SFDR 60 SNR 40 20 0 5 10 15 20 25 30 08538-030 –120 –140 80 0 –65 –60 –50 FREQUENCY (MHz) 图18. AD9269-65单音FFT( fIN = 9.7 MHz) –10 0 图21. AD9269-65 SNR/SFDR与输入幅度(AIN)的关系( fIN = 9.7 MHz) 100 0 65MSPS 69MHz @ –1dBFS SNR = 75.5dB (76.5dBFS) SFDR = 87.4dBc –20 SFDR (dBc) 90 80 –40 SNR/SFDR (dBFS/dBc) AMPLITUDE (dBFS) –40 –30 –20 INPUT AMPLITUDE (dBFS) 08538-060 AMPLITUDE (dBFS) –20 –60 –80 –100 70 SNR (dBFS) 60 50 40 30 20 –120 0 5 10 15 20 25 30 FREQUENCY (MHz) 图19. AD9269-65单音FFT( fIN = 69 MHz） 65MSPS 30.6MHz @ –1dBFS SNR = 76.6dB (77.6dBFS) SFDR = 89.9dBc –60 –80 –100 –120 0 5 10 15 20 25 30 08538-031 AMPLITUDE (dBFS) –40 –140 0 50 100 150 INPUT FREQUENCY (MHz) 200 图22. AD9269-65 SNR/SFDR与输入频率(AIN)的关系 （2 V峰峰值满量程） 0 –20 0 FREQUENCY (MHz) 图20. AD9269-65单音FFT( fIN = 30.6 MHz） Rev. 0 | Page 15 of 40 08539-056 –140 08538-032 10 AD9269 AD9269-40 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 120 0 40MSPS 9.7MHz @ –1dBFS SNR = 76.9dB (77.9dBFS) SFDR = 95.1dBc SFDRFS 100 –40 SNR/SFDR (dBFS/dBFS) –60 –80 –100 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 08538-028 0 FREQUENCY (MHz) 图23. AD9269-40单音FFT(fIN = 9.7 MHz) 40MSPS 30.6MHz @ –1dBFS SNR = 76.6dB (77.6dBFS) SFDR = 88.8dBc –20 –40 –60 –80 –100 –120 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 08538-029 AMPLITUDE (dBFS) SFDR 60 SNR 40 0 –65 –60 –50 –40 –30 –20 INPUT AMPLITUDE (dBFS) –10 0 图25. AD9269-40 SNR/SFDR与输入幅度(AIN)的关系 （(fIN = 9.7 MHz) 0 –140 SNRFS 20 –120 –140 80 08538-059 AMPLITUDE (dBFS) –20 FREQUENCY (MHz) 图24. AD9269-40单音FFT(fIN = 30.6 MHz) Rev. 0 | Page 16 of 40 AD9269 AD9269-20 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、最大采样速率、2 V峰峰值差分输入、1.0 V内部基准电压、AIN = −1.0 dBFS、 DCS禁用。 0 120 20MSPS 9.7MHz @ –1dBFS SNR = 76.9dB (77.9dBFS) SFDR = 95.6dBc SFDRFS 100 –40 SNR/SFDR (dBc/dBFS) –60 –80 –100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 08538-024 0 FREQUENCY (MHz) 图26. AD9269-20单音FFT(fIN = 9.7 MHz) 20MSPS 30.6MHz @ –1dBFS SNR = 76.7dB (77.7dBFS) SFDR = 90.7dBc –20 –40 –60 –80 –100 –120 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 08538-026 AMPLITUDE (dBFS) SFDR (dBc) 40 SNR (dBc) 0 –90 –80 –70 –60 –50 –40 –30 –20 INPUT AMPLITUDE (dBFS) –10 0 图28. AD9269-20 SNR/SFDR与输入幅度(AIN)的关系 (fIN = 9.7 MHz） 0 –140 60 20 –120 –140 SNRFS 80 FREQUENCY (MHz) 图27. AD9269-20单音FFT(fIN = 30.6 MHz) Rev. 0 | Page 17 of 40 08538-058 AMPLITUDE (dBFS) –20 AD9269 等效电路 DRVDD AVDD 08538-039 08538-042 VIN±x 图29. 等效模拟输入电路 图34. 等效数字输出电路 AVDD AVDD DRVDD 30kΩ 350Ω SDIO/DCS 375Ω RBIAS AND VCM 08538-041 08538-044 30kΩ 图 30. 等效SDIO/DCS输入电路 图35. 等效RBIAS、VCM电路 DRVDD DRVDD AVDD 350Ω SCLK/DFS, SYNC, OEB, AND PDWN CSB 350Ω 30kΩ 08538-043 08538-045 30kΩ 图 36. 等效CSB输入电路 图 31. 等效SCLK/DFS、SYNC、OEB、PDWN输入电路 AVDD AVDD SENSE 08538-047 7.5kΩ 图37. 等效SENSE电路 图32. 等效VREF电路 AVDD 5Ω CLK+ 15kΩ 0.9V AVDD 15kΩ 5Ω 08538-040 CLK– 375Ω 08538-046 375Ω VREF 图33. 等效时钟输入电路 Rev. 0 | Page 18 of 40 AD9269 工作原理 模拟输入考虑 AD9269双通道ADC设计可用于信号分集接收；两个ADC 以相同方式处理来自两个独立天线的相同载波。另外，两 个ADC还可处理相互独立的模拟输入信号。用户能够借助 ADC输入端的低通滤波器或带通滤波器，对任fS/2带宽， 频率由DC直至200 MHz的信号进行采样，这不会明显降低 ADC的性能。ADC可对300 MHz模拟输入信号进行处理， 但这会加大ADC的噪声和失真。 AD9269的模拟输入端是一个差分开关电容电路，设计用于 处理差分输入信号。该电路支持宽共模范围，同时能保持 出色的性能。当输入共模电压为中间电源电压时，信号相 关误差最小，并且能实现最佳性能。 输入电路根据时钟信号，在采样模式和保持模式之间切换 (见图38)。当输入电路切换到采样模式时，信号源必须能 够对采样电容充电，并且在半个时钟周期内完成建立。 在非分集应用场合，AD9269可用作基带或直接下变频接收 机。此时，可将一个ADC用于I输入数据，另一个用于Q输 入数据。 每个输入端都串联一个小电阻，可以降低从驱动源输出级 注入的峰值瞬态电流。此外，输入端的每一侧可以使用低 Q电感或铁氧体磁珠，以减小模拟输入端的高差分电容， 从而实现ADC的最大带宽。在高中频(IF)下驱动转换器前 端时，必须使用低Q电感或铁氧体磁珠。输入端可以使用 一个并联电容或两个单端电容，以提供匹配的无源网络。 这最终会在输入端形成一个低通滤波器，用来限制无用的 宽带噪声。欲了解更多信息，请参阅应用笔记AN-742“开 关电容ADC的频域响应”、AN-827“放大器与开关电容ADC 接 口 的 谐 振 匹 配 方 法 ”( 访 问 www.analog.com) 和 Analog Dialogue的文章“用于宽带模数转换器的变压器耦合前端” (第39卷，2005年4月)。通常，模数转换的精度取决于应 用。 同步功能用于多个通道或多个器件之间的同步定时。 借助一个三线型SPI兼容的串行接口，可对AD9269进行编 程和控制。 ADC架构 AD9269架构由一个多级、流水线式ADC组成。各级均提 供充分的重叠，以便校正上一级的Flash误差。各个级的量 化输出组合在一起，在数字校正逻辑中最终形成一个16位 转换结果。流水线结构允许第一级处理新的输入采样点， 而其它级继续处理之前的采样点。采样在时钟的上升沿进 行。 除最后一级以外，流水线的每一级都由一个低分辨率Flash 型ADC、与之相连的一个开关电容DAC和一个级间余量放 大器(例如乘法数模转换器MDAC)组成。余量放大器用于 放大重构DAC输出与Flash型输入之间的差，用于流水线的 下一级。为了便于实现Flash误差的数字校正，每一级设定 了1位的冗余量。最后一级由一个Flash型ADC组成。 H CPAR H VIN+x CSAMPLE S S S S CSAMPLE VIN–x H CPAR H 图38. 开关电容输入电路 输出级模块能够实现数据对齐，执行误差校正，并且能将 数据传输到CMOS输出缓冲器。输出缓冲器需要单独供电 (DRVDD)，允许调整输出电压摆幅。在掉电期间，输出缓 冲器进入高阻态。 Rev. 0 | Page 19 of 40 08538-006 AD9269集成可选的直流校正和正交误差校正(QEC)模块， 可校正两个通道之间的直流失调、增益和相位失配。在直 接变频接收机等复信号处理应用中，此功能模块可发挥重 要作用。 AD9269 输入共模 200Ω VIN 33Ω 76.8Ω 120Ω 33Ω VIN+x VCM 200Ω 图40. 利用ADA4938-2进行差分输入配置 95 SFDR (dBc) 90 在SNR为关键参数的10 MHz以下基带应用中，建议使用的 输入配置是差分变压器耦合(见图41)。为实现模拟输入偏 置，须将VCM电压连接到变压器次级绕组的中心抽头处。 85 80 SNR (dBFS) VIN+x R 2V p-p 70 49.9Ω ADC C R VIN–x 65 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 0.1µF 图41. 差分变压器耦合配置 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 图39. SNR/SFDR与输入共模电压的关系 （fIN = 32.5 MHz，fS = 80 MSPS） 在选择变压器时，必需考虑其信号特性。大多数射频变压 器在工作频率低于几兆赫兹时，产生饱和现象。信号功率 过大也可导致磁芯饱和，从而导致失真。 芯片通过VCM引脚提供板上共模基准电压。必须用一个 0.1 μF电容对VCM去耦到地，如“应用信息”部分所述。 当输入频率处于第二或更高奈奎斯特区域时，大多数放大 器的噪声性能无法满足要求以达到AD9269真正的SNR性 能。在SNR为关键参数的10 MHz以上应用中，建议使用的 输入配置是差分双巴伦耦合(见图42)。 差分输入配置 通过差分输入配置驱动AD9269时，可实现芯片的最佳性 能。在基带应用中，AD8138、ADA4937-2和ADA4938-2差 分驱动器能够为ADC提供出色的性能和灵活的接口。 频率在第二奈奎斯特区域内的时候，除了使用变压器耦合 输入外，还可以使用AD8352差分驱动器(见图43)。更多信 息参见AD8352数据手册。 通过AD9269的VCM引脚，可以方便地设置ADA4938-2的 输出共模电压(见图40)；驱动器可以配置为Sallen-Key滤波 器拓扑电路结构，从而对输入信号进行带宽限制。 0.1µF 0.1µF 2V p-p R VIN+x 25Ω PA S S P 0.1µF 25Ω ADC C 0.1µF R VIN–x VCM 08538-010 图42. 差分双巴伦输入配置 VCC 0.1µF ANALOG INPUT 0Ω 16 1 8, 13 11 2 CD RD RG 3 5 0.1µF 0Ω R VIN+x 200Ω 10 ADC C AD8352 4 ANALOG INPUT 0.1µF 0.1µF 0.1µF 200Ω R 14 0.1µF 0.1µF 图43. 利用AD8352进行差分输入配置 Rev. 0 | Page 20 of 40 VIN–x VCM 08538-011 0.7 08538-049 0.6 VCM 08538-008 75 60 0.5 AVDD ADC 10pF ADA4938-2 0.1µF 100 SNR/SFDR (dBFS/dBc) VIN–x 90Ω 08538-007 AD9269的模拟输入端无内部直流偏置。因此，在交流耦合 应用中，用户必须提供外部直流偏置。为能够获得最佳性 能，建议用户对器件设置为VCM = AVDD/2；但器件在更 宽的范围内都能获得合理的性能，如图39所示。 AD9269 在任何配置中，并联电容值C均取决于输入频率和源阻 抗，并且可能需要降低电容量或去掉该并联电容。表9列 出了设置RC网络的建议值。不过，这些值取决于输入信 号，且只能用作初始参考。 表9. RC网络示例 串联电阻 R (Ω) 33 125 频率范围(MHz) 0至70 70至200 内部基准电压连接 AD9269的内置比较器可检测出SENSE引脚的电压，从而将 基 准 电 压 配 置 成 两 种 可 能 的 模 式 之 一 ( 见 表 10) 。 如 果 SENSE引脚接地，则基准放大器开关与内部电阻分压器相 连(见图45)，因而将VREF设为1.0 V。 VIN+A/VIN+B 差分电容C (pF) 22 VIN–A/VIN–B 开路 ADC CORE 单端输入配置 单端输入在对成本敏感的应用中可以满足性能要求。在此 配置中，由于输入共模摆幅较大，因此会降低无杂散动态 范围(SFDR)和失真性能。如果每个输入端的各信号源阻抗 都是匹配的，则对信噪比(SNR)性能的影响极小。图44显 示了典型的单端输入配置。 0.1µF 1kΩ 0.1µF SENSE 0.5V R ADC VIN+x 1kΩ AVDD 10µF SELECT LOGIC R 图45. 内部基准电压配置 ADC C VIN–x 1kΩ 如需利用AD9269的内部基准电压来驱动多个转换器，从而 提高增益的匹配度，则必须考虑到其它转换器对基准电压 的负载。图46说明负载如何影响内部基准电压。 图44. 单端输入配置 基准电压源 AD9269内置稳定、精确的1.0 V基准电压源。VREF可以利 用内部1.0 V基准电压或外部施加的1.0 V基准电压来配置。 在接下来的部分中，将对各种基准电压模式进行介绍。 “基准电压去耦”部分详细描述基准电压的最佳PCB布局布 线。 REFERENCE VOLTAGE ERROR (%) 0 –0.5 –1.0 INTERNAL VREF = 0.993V –1.5 –2.0 –2.5 –3.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 LOAD CURRENT (mA) 图46. VREF 精度与负载电流的关系 表10. 基准电压配置表 所选模式 SENSE电压(V) 固定内部基准电压 固定外部基准电压 AGND至0.2 AVDD 相应的VREF (V) 1.0，内部 1.0，施加于外部VREF引脚 Rev. 0 | Page 21 of 40 相应的差分范围(Vp-p) 2.0 2.0 1.8 2.0 08538-014 49.9Ω 0.1µF 08538-012 1kΩ 1V p-p 1.0µF AVDD 08538-009 10µF VREF AD9269 外部基准电压 时钟输入选项 必须采用外部基准电压才可能进一步提高ADC增益精度、 改善热漂移特性。图47显示内部基准电压为1.0 V时的典型 漂移特性。 AD9269的 时 钟 输 入 结 构 非 常 灵 活 。 CMOS、 LVDS、 LVPECL或正弦波信号均可作为其时钟输入信号。无论采 用哪种信号，都必须考虑到时钟源抖动(见“抖动考虑”部分 说明)。 4 图49和图50显示两种为AD9269提供时钟信号的首选方法 (使用内部时钟分频器功能时，时钟速率可达额定采样速率 的6倍)。利用射频巴伦或射频变压器，可将低抖动时钟源 的单端信号转换成差分信号。 3 VREF ERROR (mV) 1 0 对于125 MHz至480 MHz的时钟频率，建议采用射频巴伦 配置；对于10 MHz至200 MHz的时钟频率，建议采用射频 变压器配置。背对背肖特基二极管跨接在变压器/巴伦次级 上，可以将输入AD9269的时钟信号偏移限制为约0.8 V峰 峰值(差分)。 –1 –2 –3 –4 –5 0 20 40 TEMPERATURE (°C) 60 80 这样，既可以防止时钟的大电压摆幅馈通至AD9269的其它 部分，还可以保留信号的快速上升和下降时间，这一点对 低抖动性能来说非常重要。 图47. 典型VREF 漂移 将SENSE引脚与AVDD相连，可以禁用内部基准电压，从 而允许使用外部基准电压。内部基准电压缓冲器对外部基 准电压的负载相当于7.5 kΩ负载(见图32)。内部缓冲器为 ADC内核生成正、负满量程基准电压。因此，外部基准电 压的最大值为1.0 V。 CLOCK INPUT 1nF 0.1µF CLK+ 50Ω CLK– SCHOTTKY DIODES: HSMS2822 时钟输入考虑 为了充分发挥芯片的性能，应利用一个差分信号作为 AD9269采样时钟输入端(CLK+和CLK−)的时钟信号。通 常，应使用一个变压器或两个电容器将该信号交流耦合到 CLK+引脚和CLK−引脚内。CLK+和CLK−引脚有内部偏置 (见图48)，无需外部偏置。 AVDD ADC 0.1µF 1nF 08538-018 –20 08538-052 –6 –40 图49. 巴伦耦合差分时钟(频率可达480 MHz) Mini-Circuits® ADT1-1WT, 1:1 Z CLOCK INPUT 0.1µF 50Ω XFMR 0.1µF CLK+ 100Ω ADC 0.1µF CLK– 0.1µF 0.9V CLK+ SCHOTTKY DIODES: HSMS2822 CLK– 图50. 变压器耦合差分时钟(频率可达200 MHz) 2pF 08538-016 2pF 图48. 等效时钟输入电路 Rev. 0 | Page 22 of 40 图48. 等效时钟输入电路 08538-017 VREF ERROR (mV) 2 AD9269 如果没有低抖动的时钟源，那么，另一种方法是对差分 PECL信号进行交流耦合，并传输至采样时钟输入引脚(如 图51所示)。AD9510/AD9511/AD9512/AD9513/AD9514/ AD9515/AD9516/AD9517时钟驱动器具有出色的抖动性 能。 CLK+ 0.1µF 50kΩ 50kΩ AD951x PECL DRIVER 240Ω ADC 100Ω 0.1µF CLK– 08538-019 CLOCK INPUT 0.1µF 240Ω 图51. 差分PECL采样时钟(频率可达480 MHz) 如果没有低抖动的时钟源，那么，另一种方法是对差分 PECL信号进行交流耦合，并传输至采样时钟输入引脚(如 图51所示)。AD9510/AD9511/AD9512/AD9513/AD9514/ AD9515/AD9516/AD9517时钟驱动器具有出色的抖动性 能。 时钟占空比 典型的高速ADC利用两个时钟边沿产生不同的内部定时信 号，因此，它对时钟占空比非常敏感。通常，为保持ADC 的动态性能，时钟占空比容差应为±5%。 AD9269内置一个占空比稳定器(DCS)，可对非采样边沿(下 降沿)进行重新定时，并提供标称占空比为50%的内部时钟 信号。因此，用户可提供的时钟输入占空比范围非常广， 且不会影响AD9269的性能。当DCS处于开启状态时，在很 宽的占空比范围内，噪声和失真性能几乎是平坦的(如图54 所示)。 80 DCS OFF DCS ON 79 0.1µF CLOCK INPUT CLK+ 50kΩ 0.1µF 77 ADC 100Ω CLK– 50kΩ SNR (dBFS) 0.1µF AD951x LVDS DRIVER 08538-020 CLOCK INPUT 78 0.1µF 71 70 30 50Ω 1 40 45 50 55 60 65 70 图54. 信噪比与占空比稳定器(开启/关闭)的关系 AD951x CMOS DRIVER OPTIONAL 0.1µF 100Ω 1kΩ CLK+ ADC CLK– RESISTOR IS OPTIONAL. 08538-021 0.1µF 150Ω 35 POSITIVE DUTY CYCLE (%) VCC 1kΩ 74 72 在某些应用中，可以利用单端1.8 V CMOS信号来驱动采样 时钟输入。在此类应用中，CLK+引脚直接由CMOS门电路 驱动，CLK−引脚则通过一个0.1 μF电容旁路至地(见图53)。 0.1µF 75 73 图52. 差分LVDS采样时钟(频率可达480 MHz) CLOCK INPUT 76 08538-064 0.1µF CLOCK INPUT 利用外部SYNC输入信号，可同步AD9269时钟分频器。通 过对寄存器0x100的位[2:1]进行写操作，可以设置每次收到 SYNC信号或者仅第一次收到SYNC信号后，对时钟分频器 再同步。有效SYNC可使分频器复位至初始状态。该同步 特性可让多个器件的时钟分频器对准，从而保证同时进行 输入采样。 图53. 单端1.8 V CMOS输入时钟(频率可达200 MHz) 输入上升沿的抖动依然值得关注，且无法借助内部稳定电 路来轻易减少这种抖动。当时钟速率低于20 MHz(标称值) 时，占空比控制环路不起作用。在时钟速率动态改变的应 用中，必须考虑与环路相关的时间常量。在动态时钟频率 上升或下降后、DCS环路重新锁定输入信号前，都需要等 待1.5 μs至5 μs的时间。 输入时钟分频器 AD9269内置一个输入时钟分频器，可对输入时钟进行1至6 整数倍分频。当分频比不为1、2或4时，使能内置占空比 稳定器(DCS)可以获得最佳性能。 Rev. 0 | Page 23 of 40 AD9269 抖动考虑 功耗和待机模式 高速、高分辨率ADC对时钟输入信号的质量非常敏感。在 给定的输入频率(fINPUT)下，由于抖动(tJRMS)造成的信噪比 (SNR)下降(相对于低频信噪比SNRLF)可通过下式计算： 如图56所示，AD9269的模拟内核功耗与其采样速率成比例 关系。CMOS输出的数字功耗主要由数字驱动器的强度和 每个输出位的负载大小决定。 最大DRVDD电流值(IDRVDD)的计算公式如下： SNRHF = −10 log[(2π × fINPUT × tJRMS)2 + 10 ( − SNRLF /10) ] 上式中，均方根孔径抖动表示时钟输入抖动规格。中频欠 采样应用对抖动尤其敏感(如图55所示)。 IDRVDD = VDRVDD × CLOAD × fCLK × N 其中N为输出位数(对于AD9269，N = 34）。 210 80 190 ANALOG CORE POWER (mW) 0.05ps 70 0.5ps 60 55 1.0ps 45 3.0ps 1 10 FREQUENCY (MHz) 150 AD9269-65 130 110 AD9269-40 AD9269-20 2.0ps 2.5ps 100 170 90 1.5ps 50 1k 70 10 07938-022 SNR (dBFS) 0.2ps 65 AD9269-80 20 30 40 50 60 70 80 08538-051 75 CLOCK RATE (MSPS) 图56. 模拟内核功耗与时钟速率的关系 图55. 信噪比与输入频率和抖动的关系 当孔径抖动可能影响AD9269的动态范围时，应将时钟输入 信号视为模拟信号。为避免在时钟信号内混入数字噪声， 时钟驱动器电源应与ADC输出驱动器电源分离。低抖动的 晶体控制振荡器可提供最佳时钟源。如果时钟信号来自其 它类型的时钟源(通过门控、分频或其它方法)，则需要在 最后一步中利用原始时钟进行重定时。 欲了解更多信息，请参阅ADI公司网站(www.analog.com) 上提供的应用笔记AN-501和AN-756。 当每个输出位在每个时钟周期内都发生切换时(即以fCLK/2 的奈奎斯特频率产生满量程方波时)，电流达到最高值。实 际操作中，DRVDD电流由输出位切换的平均数确定，后 者取决于采样速率和模拟输入信号的特性。 降低输出驱动器的容性负载可以很好地降低数字功耗。图 56中的数据采用与测量典型性能特性相同的工作条件得 出，每个输出驱动器的负载为5 pF。 Rev. 0 | Page 24 of 40 AD9269 通过SPI端口或将PDWN引脚置位高电平，可使AD9269进 入掉电模式。在这种状态下，ADC的典型功耗为1 mW。 在掉电模式下，输出驱动器处于高阻抗状态。将PDWN引 脚置位低电平后，AD9269返回正常工作模式。注意， PDWN以数据输出驱动器电源电压(DRVDD)为基准，且不 得高于该电压。 表11. SCLK/DFS模式选择(外部引脚模式) 引脚电压 AGND DRVDD 在掉电模式下，通过关闭基准电压、基准电压缓冲器、偏 置网络以及时钟，可实现低功耗。进入低调电模式时，内 部电容放电；返回正常工作模式时，内部电容必须重新充 电。因此，唤醒时间与处于掉电模式的时间有关；处于掉 电模式的时间越短，则相应的唤醒时间越短。 使用SPI端口接口时，用户可将ADC置于掉电模式或待机 模式。如需较短的唤醒时间，可以使用待机模式，该模式 下内部基准电压电路处于通电状态。更多信息见存储器映 射部分。 数字输出 AD9269输出驱动器可以配置为与1.8 V至3.3 V CMOS逻辑 系列接口。输出数据也可以复用到单一输出总线上，以降 低所需的走线总数。 CMOS输出驱动器应能够提供足够的输出电流，以便驱动 各种逻辑电路。然而，大驱动电流可能导致在电源信号中 产生毛刺脉冲，影响转换器的性能。 因此，在那些需要ADC来驱动大容性负载或较大扇出的应 用中，可能需要用到外部缓冲器或锁存器。 在外部引脚模式下，设置SCLK/DFS引脚可以控制数据以 偏移二进制格式或二进制补码格式输出(见表11)。 SCLK/DFS SDIO/DCS 偏移二进制(默认) 二进制补码 DCS禁用 DCS使能(默认) 如应用笔记AN-877“通过SPI与高速ADC接口”中所述，在 SPI控制模式下，数据的输出格式可选择偏移二进制、二 进制补码或格雷码。 数据输出使能功能(OEB) AD9269的数字输出引脚具有灵活的三态功能。三态模式通 过OEB引脚或SPI接口使能。若OEB引脚处于低电平状态， 则使能输出数据驱动器和DCO。若OEB引脚处于高电平状 态，则将输出数据驱动器和DCO置于高阻态。OEB功能不 适用于快速访问数据总线。注意，OEB以数据输出驱动器 电源电压(DRVDD)为基准，且不得高于该电压。 使用SPI接口时，通过输出禁用(OEB)位(寄存器0x14的位 4)，可以独立设置每个通道的数据输出和DCO的三态。 时序 AD9269提供流水线延迟为9个时钟周期的锁存数据。在经 过时钟信号上升沿后的一个传播延迟时间(tPD)之后，产生 输出数据。 为减少AD9269内的瞬时现象，应尽可能缩短输出数据线的 长度并降低输出负载。瞬时现象会降低转换器的动态性 能。 AD9269的典型最低转换速率为3 MSPS。当时钟速率低于3 MSPS时，芯片的动态性能会有所下降。 数据时钟输出(DCO) AD9269提供两个数据时钟输出(DCO)信号，用于采集外部 寄存器中的数据。CMOS数据输出在DCO的上升沿有效， 除非通过SPI改变了DCO时钟的极性。时序图参见图2和图 3。 表12. 输出数据格式 输入(V) VIN+ − VIN− VIN+ − VIN− VIN+ − VIN− VIN+ − VIN− VIN+ − VIN− 条件(V) < −VREF − 0.5 LSB = −VREF =0 = +VREF − 1.0 LSB > +VREF − 0.5 LSB 偏移二进制输出模式 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 Rev. 0 | Page 25 of 40 二进制补码模式 1000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111 1111 1111 0111 1111 1111 1111 超量程 1 0 0 0 1 AD9269 内置自测(BIST)和输出测试 AD9269包括内置测试功能，支持对各通道的完整性验证， 同时也有利于电路板级调试。内置自测(BIST)功能可以对 AD9269数字数据路径的完整性进行验证。此外还提供各种 输出测试选项，以便对AD9269的输出进行预测。 内置自测(BIST) BIST能够对所选AD9269信号路径的数字部分进行详尽的 测试。复位后执行BIST测试可确保器件处于已知状态。在 BIST测试期间，来自内部伪随机噪声(PN)源的数据从ADC 模块输出开始，驱动通过两个通道的数字数据路径。在数 据路径输出端，CRC逻辑计算数据签名。BIST序列运行 512个周期后停止。序列完成后，BIST将签名结果与预定 值进行比较。如果二者一致，则BIST将寄存器0x24的位0 置1，表示测试通过。如果BIST测试失败，寄存器0x24的 位0清0。测试期间输出相连，因此可以观察到PN序列的运 行过程。向寄存器0x0E写入值0x05将运行BIST测试。 这将使能寄存器0x0E的位0(BIST使能)，并复位PN序列发 生器(BIST启动，寄存器0x0E的位2)。BIST完成后，寄存器 0x24的位0自动清0。向寄存器0x0E的位2写入0可以使PN序 列从上一个值继续运行。不过，如果PN序列未复位，测试 结束时签名计算结果将不等于预定值。此时，用户必须验 证输出数据。 输出测试模式 输出测试选项见表17的地址0x0D部分所述。当使能输出测 试模式时，ADC的模拟部分与数字后端模块断开，测试码 经过输出格式化模块。有些测试码需要进行输出格式化， 有些则不需要。将寄存器0x0D的位4或位5置1，可以将PN 序列测试的PN发生器复位。执行这些测试时，模拟信号可 有可无(如有，则忽略模拟信号)，但编码时钟必不可少。 如需了解更多信息，请参阅应用笔记AN-877：“通过SPI与 高速ADC接口”。 Rev. 0 | Page 26 of 40 AD9269 通道/芯片同步 AD9269有一个同步(SYNC)输入端，允许用户通过灵活的 同步选项实现多个ADC的采样时钟同步。可以使能输入时 钟分频器，以便在第一次或每次出现SYNC信号时进行同 步。SYNC输入信号在内部与采样时钟同步，但为避免多 个器件之间存在时序不确定性，SYNC输入信号应在外部 与输入时钟信号同步，满足表5所示的建立和保持时间要 求。SYNC输入信号应由单端CMOS型信号驱动。 Rev. 0 | Page 27 of 40 AD9269 直流和正交误差校正(QEC) 在多载波通信系统中，它所造成的问题可能更大，因为功 率水平差异巨大的载波之间会互相干扰。例如，中心频率 为+f1的大载波可能在−f1处有一个镜像，它可能远大于−f1 处的所需载波。 AD9269的集成正交误差校正(QEC)算法会尝试测量并校正I 与Q信号路径的幅度和相位不平衡，以实现单靠模拟途径 无法实现的更高水平镜像抑制。这些误差可以按照适合的 方式进行校正，即持续估算并校正I/Q增益和正交相位失 配，从而能够持续跟踪电源和温度引起的失配缓慢变化。 AD9269的正交误差以独立于频率的方式进行校正，因此， 对于基带I和Q信号链中存在严重失配的系统，图像抑制能 力可能会下降。AD9269 QEC还能校正系统性失衡。 QEC算法的收敛时间取决于输入信号的统计特征。对于大 信号和较大的失衡误差，收敛时间通常小于AD9269数据速 率的200万个采样点。 AD9269的默认配置是禁用QEC和直流校正模块，要使能校 正模块，必须将寄存器0x110的位[2:0]拉高。出于系统调试 或省电目的，也可以分别禁用正交增益、正交相位和直流 校正算法，方法是将寄存器0x110的相应位[2:0]拉低。 当QEC使能且计算出校正值后，只要有QEC功能(直流、增 益或相位校正)在使用，该值就会一直有效。 QEC和直流校正范围 表13给出了这些算法的最小和最大校正范围。如果失配大 于这些范围，校正就会不完全。 表13. QEC和直流校正范围 参数 最小值 最大值 增益 相位 直流 −1.1 dB −1.79度 −6 % +1.0 dB +1.79度 +6% 0 –15 –30 AMPLITUDE (dBFS) 在直接变频或其它正交系统中，同相(I)与正交(Q)信号路 径之间的不匹配会导致正(负)频谱中的频率在负(正)频谱中 形成镜像。从RF角度来看，这相当于本振(LO)频率以上 (以下)的信息干扰LO频率以下(以上)的信息。这些不匹配 可能源于模拟正交解调器的增益和/或相位不匹配，或者源 于I与Q信号链之间的任何其它不匹配。在载波对称地置于 直流周围的单载波零中频系统中，这会导致载波发生自失 真，因为两个边带会相互叠置，使信号的误差矢量幅度 (EVM)降低。 IMAGE DC OFFSET –45 –60 –75 2 –90 5 6 –105 4 3 –120 08538-065 37.5M 30M 22.5M 15M 7.5M 0M –7.5M –15.0M FREQUENCY (MHz) 图57. QEC模式关闭 0 –15 –30 AMPLITUDE (dBFS) 在不需要持续跟踪直流失调和正交误差的应用中，可以分 别冻结这些算法以降低功耗。冻结后，仍然会执行镜像和 LO泄漏(直流)校正，但不再跟踪其变化。在冻结状态下， 寄存器0x110的位[5:3]分别禁用相应的校正。 –22.5M –37.5M 在直接变频接收机子系统中，正交调制器的LO至RF泄漏 表现为基带直流失调。这些失调会增加基带信号路径的直 流失调，二者均会影响直流载波。在零中频接收机中，这 种直流能量出现在目标通道的频段中，因而可能会引起问 题。作为QEC功能的一部分，直流失调的抑制方法是应用 一个低频陷波滤波器，以消除直流周围的信号。 –30.0M –135 LO泄漏(直流)校正 –45 –60 –75 –90 DC OFFSET 2 IMAGE 5 6 –105 4 3 –120 Rev. 0 | Page 28 of 40 37.5M 30M 08538-066 FREQUENCY (MHz) 图58. QEC模式开启 22.5M 15M 7.5M 0M –7.5M –15.0M –22.5M –30.0M –37.5M –135 AD9269 串行端口接口(SPI) AD9269串行端口接口(SPI)允许用户利用ADC内部的一个 结构化寄存器空间来配置转换器，以满足特定功能和操作 的需要。SPI使得用户能够更加灵活地运用器件，并根据 具体的应用进行定制。通过串行端口，可访问地址空间、 对地址空间进行读写。存储空间以字节为单位进行组织， 并且可以进一步细分成多个区域，如存储器映射部分所 述。如需了解详细操作信息，请参阅应用笔记AN-877： “通过SPI与高速ADC接口”。 在一个指令周期内，传输一条16位指令。在指令传输后将 进行数据传输，数据流的长度由W1位和W0位共同决定， 如图59所示。 所有数据均由8位字组成。多字节串行数据传输帧的第一 个字节的第一位表示发出的是读命令还是写命令。这样就 能在串行帧的适当位置，将串行数据输入/输出(SDIO)引脚 的数据传输方向设置为输入或输出。 除了字长，指令周期还决定串行帧是读操作指令还是写操 作指令，从而通过串行端口对芯片编程或读取片上存储器 内的数据。如果指令是回读操作，则执行回读操作会使串 行数据输入/输出(SPIO)引脚的数据传输方向，在串行帧的 一定位置由输入改为输出。 使用SPI的配置 该ADC的SPI由三个引脚进行规定：SCLK、SDIO和CSB(见 表14)。SCLK(串行时钟)引脚用于同步ADC的读出和写入 数据。SDIO(串行数据输入/输出)双功能引脚允许将数据发 送至内部ADC存储器映射寄存器或从寄存器中读出数据。 CSB(片选信号)引脚是低电平有效控制引脚，它能够使能 或者禁用读写周期。 数据可通过MSB优先模式或LSB优先模式发送。芯片上电 后，默认采用MSB优先的方式，可以通过SPI端口配置寄存 器来更改数据发送方式。如需了解更多关于该特性及其它 特性的信息，请参阅应用笔记AN-877：“通过SPI与高速 ADC接口”。 表14. 串行端口接口引脚 引脚 功能 SCLK 串行时钟。串行移位时钟输入，用来同步串行接口的读、 写操作。 SDIO 串行数据输入/输出。双功能引脚；通常用作输入或输出， 取决于发送的指令和时序帧中的相对位置。 CSB 片选信号。低电平有效控制信号，用来选通读写周期。 硬件接口 表14中所描述的引脚构成用户编程器件与AD9269串行端口 之间的物理接口。当使用SPI接口时，SCLK引脚和CSB引 脚用作输入引脚。SDIO引脚是双向引脚，在写入阶段，用 作输入引脚；在回读阶段，用作输出引脚。 SPI接口非常灵活，FPGA或微控制器均可控制该接口。应 用笔记AN-812“基于微控制器的串行端口接口(SPI)启动电 路”中详细介绍了一种SPI配置方法。 CSB的下降沿与SCLK的上升沿共同决定帧的开始。图59为 串行时序图范例，相应的定义见表5。 CSB可以在多种模式下工作。CSB可始终维持在低电平状 态，从而使器件一直处于使能状态；这称作流。CSB可以 在字节之间停留在高电平，这样可以允许其他外部时序。 如果CSB引脚被拉高，SPI功能将处于高阻抗模式。在该模 式下，可以开启SPI功能引脚的第二功能。 tHIGH tDS tS tDH tCLK tH tLOW CSB SDIO DON’T CARE DON’T CARE R/W W1 W0 A12 A11 A10 A9 A8 A7 图59. 串行端口接口时序图 Rev. 0 | Page 29 of 40 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DON’T CARE 08538-023 SCLK DON’T CARE AD9269 当需要转换器充分发挥其全动态性能时，应禁用SPI端 口。通常SCLK信号、CSB信号和SDIO信号与ADC时钟是 异步的，因此，这些信号中的噪声会降低转换器性能。如 果其它器件使用板上SPI总线，则可能需要在该总线与 AD9269之间连接缓冲器，以防止这些信号在关键的采样周 期内，在转换器的输入端发生变化。 不使用SPI接口时，SDIO/DCS和SCLK/DFS引脚可以发挥第 二功能。在器件上电期间，当这些引脚与DRVDD或接地 端连接时，这些引脚可起到特定的作用。“数字输出”部分 介绍了AD9269支持的绑定功能。 不使用SPI的配置 在不使用SPI控制寄存器接口的应用中，SDIO/DCS引脚、 SCLK/DFS引脚、OEB引脚和PDWN引脚用作独立的CMOS 兼容控制引脚。当器件上电后，假设用户希望将这些引脚 用作静态控制线，分别控制占空比稳定器、输出数据格 式、输出使能和掉电特性控制。在此模式下，CSB片选引 脚应与DRVDD相连，以禁用串行端口接口。 SPI访问特性 表16简要说明了可通过SPI访问的一般特性。如需详细了解 这些特性，请参阅应用笔记AN-877：“通过SPI与高速ADC 接口”。AD9269器件特定的特性详见表17。 表16. 可通过SPI访问的特性 特性 模式 描述 允许用户设置掉电模式或待机模式 时钟 失调 允许用户通过SPI访问DCS 允许用户以数字方式调整转换器失调 测试I/O 允许用户设置测试模式，以便在输出位上获得已知数据 输出模式 输出相位 输出延迟 VREF 允许用户设置输出 允许用户设置输出时钟极性 允许用户改变DCO延迟 允许用户设置基准电压 表15. 模式选择 引脚 SDIO/DCS SCLK/DFS OEB PDWN 外部电压 DRVDD(默认) AGND DRVDD AGND(默认) DRVDD AGND(默认） DRVDD AGND(默认） 配置 占空比稳定器使能 占空比稳定器禁用 二进制补码使能 偏移二进制使能 输出处于高阻抗状态 输出使能 芯片处于掉电或待机状态 正常工作 Rev. 0 | Page 30 of 40 AD9269 默认值 存储器映射 读取存储器映射寄存器表 存储器映射寄存器表(见表17)的每一行有8位。存储器映射 分为四个部分：芯片配置寄存器(地址0x00至地址0x02)； 器件索引和传送寄存器(地址0x05和地址0xFF)；程序寄存 器，包括设置寄存器、控制寄存器和测试寄存器(地址0x08 至地址0x2E)；以及数字特性控制寄存器(地址0x100至地址 0x11D)。 表17列出了每个十六进制地址的十六进制默认值。位7 (MSB)栏为给定十六进制默认值的起始位。例如，通道索 引寄存器(地址0x05)的十六进制默认值为0x03，表示在地 址0x05中，位[7:2] = 0，其余位[1:0] = 1。此设置是默认的 通道索引设置。该默认值导致两个ADC通道均会接收下一 个写命令。如需了解更多关于该功能及其它功能的信息， 请参阅应用笔记AN-877：“通过SPI与高速ADC接口”。该 文档详细描述了寄存器0x00至寄存器0xFF控制的功能。表 17之后的存储器映射寄存器描述部分介绍了其它寄存器(寄 存器0x100至寄存器0x11D)。 禁用的地址 此器件目前不支持SPI映射中未包括的所有地址和位。有 效地址中未使用(禁用)的位应写为0。当一个地址(例如地 址0x05)仅有部分位处于禁用状态时，才需要对这些位置进 行写操作。如果整个地址例如地址0x13)均禁用，则SPI映 射中不包括该地址，不应对该地址进行写操作。 AD9269复位后，将向关键寄存器内载入默认值。存储器映 像寄存器表(见表17)列出了各寄存器的默认值。 逻辑电平 以下是逻辑电平的术语说明： • “置位”指将某位设置为逻辑1或向某位写入逻辑1。 • “清除位”指将某位设置为逻辑0或向某位写入逻辑0。 传送寄存器映射 地址0x08至地址0x18被屏蔽。除非通过向地址0xFF写入 0x01，设置传输位，以发出传输命令，否则，向这些地址 进行写操作不会影响器件的运行。这样，设置传输位时， 就可以在内部同时更新这些寄存器。设置传输位时，内部 进行更新，然后传输位自动清零。 特定通道寄存器 可通过编程，单独为每个通道设置某些通道功能。在这些 情况下，每个通道在内部复制通道地址位置。这些寄存器 及相应的位在存储器映射寄存器表中被称为局部寄存器。 通过设置寄存器0x05的通道A(位0)位或通道B(位1)位，可 访问这些局部寄存器及相应位。 如果这两个位均置位，后续写操作将影响两个通道的寄存 器。在一个读周期内，仅允许设置一个通道(通道A或通道 B)来读取两个寄存器中的一个。如果在一个SPI读周期内置 位两个通道位，则器件返回通道A的值。存储器映射寄存 器表给出的全局寄存器及相应位会影响整个器件或通道的 特性，不允许分别设置每个通道。寄存器0x05中的设置不 影响全局寄存器及相应位的值。 Rev. 0 | Page 31 of 40 AD9269 存储器映射寄存器表 此器件目前不支持表17中未包括的所有地址和位。 表17. 地址 (十六 进制) 寄存器名称 芯片配置寄存器 0x00 SPI端口配置 (全局) 0x01 芯片ID(全局) 0x02 芯片等级(全局) 器件索引和传送寄存器 0x05 通道索引 传送 (MSB) 位7 0 位6 位5 LSB 优先 软复位 位4 位3 位2 位1 软复位 LSB 优先 (LSB) 位0 默认值 (十六 进制) 半字节之间是镜像关系， 使得无论在何种移位模 式下，LSB优先或MSB优 先模式寄存器均能正确 记录数据。 唯一芯片ID，用来 区分器件；只读 8位芯片ID，位[7:0] AD9269 = 0x75 速度等级ID，位[6:4] 20 MSPS = 000 40 MSPS = 001 65 MSPS = 010 80 MSPS = 011 禁用 备注 禁用 唯一速度等级ID， 用来区分器件； 只读 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 ADC B (默认) ADC A (默认) 设置这些位以决定 片内哪一个器件接 收下一个写命令； 默认值为片内 所有器件 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 传送 从主移位寄存器向 从移位寄存器同步 传输数据 禁用 禁用 00 = 芯片运行 01 = 完全掉电 10 = 待机 11 = 全芯片 数字复位(局部) 决定芯片的一般工 作模式 程序寄存器(可以由也可以不由器件索引进行索引) 0x08 模式 外部掉电 外部引脚功能 0x00 = 完全掉电 使能 0x01 = 待机 (局部) (局部) 时钟(全局) 禁用 时钟分频器 (全局) 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 时钟分频器，位[2:0] 时钟分频比 000 = 1分频 001 = 2分频 010 = 3分频 011 = 4分频 100 = 5分频 101 = 6分频 Rev. 0 | Page 32 of 40 占空比 稳定 0x00 分频比为该值加上1 AD9269 地址 (十六 进制) 0x0D 寄存器名称 测试模式(局部) 0x0E BIST使能 禁用 0x10 失调调整(局部) 0x14 输出模式 8位器件失调调整，位[7:0](局部) 失调调整以LSB为单位，从+127到-128(二进制补码格式) 00 = 3.3 V CMOS 输出复用使能 输出禁用 禁用 输出反转 10 = 1.8 V CMOS (交错) (OEB) (局部) (局部) 0x15 OUTPUT_ADJUST 3.3 V DCO驱动强度 00 = 1条(默认) 01 = 2条 10 = 3条 11 = 4条 1.8 V DCO驱动强度 00 = 1条 01 = 2条 10 = 3条(默认) 11 = 4条 3.3 V 数据驱动强度 00 = 1条(默认) 01 = 2条 10 = 3条 11 = 4条 0x16 OUTPUT_PHASE DCO输出 极性 0 = 正常 1 = 反相 (局部) 禁用 禁用 禁用 0x17 OUTPUT_DELAY 使能DCO 延迟 禁用 使能数据 延迟 0x19 USER_PATT1_LSB B7 B6 0x1A USER_PATT1_MSB B15 0x1B USER_PATT2_LSB 0x1C 0x24 (MSB) 位7 位6 用户测试模式 (局部) 00 = 单一 01 = 交替 10 = 单一一次 11 = 交替一次 位5 产生复位 PN长序列 位4 产生复位 PN短序列 位3 位2 位1 输出测试模式[3:0]（局部） 0000 = 关（默认） 0001 = 中间电平短路 0010 = 正FS 0011 = 负FS 0100 = 交替棋盘形式 0101 = PN 23序列 0110 = PN 9序列 0111 = 1/0字反转 1000 = 用户输入 1001 = 1/0位反转 1010 = 1×同步 1011 = 1位高电平 1100 = 混合位频率 (LSB) 位0 默认值 (十六 进制) 0x00 备注 置1时, 测试数据 将取代正常数据 被置于输出 引脚上 0x00 位0置1时，BIST 功能启动 0x00 器件失调调整 00 = 偏移二进制 01 = 二进制补码 10 = 格雷码 11 = 偏移二进制 (局部) 0x00 配置输出和数据 格式 1.8 V 数据驱动强度 00 = 1条 01 = 2条 10 = 3条(默认) 11 = 4条 0x22 决定CMOS输出 驱动强度特性 禁用 输入时钟相位调整，位[2:0](值 为相位延迟的输入时钟周期数) 000 = 无延迟 001 = 1输入时钟周期 010 = 2输入时钟周期 011 = 3输入时钟周期 100 = 4输入时钟周期 101 = 5输入时钟周期 110 = 6输入时钟周期 111 = 7输入时钟周期 0x00 用于利用全局时 钟分频的器件上， 决定使用分频器 输出的哪一个相 位来提供输出时 钟；内部锁存不 受影响 禁用 禁用 0x00 设置输出时钟的 精密输出延迟， 但不改变内部时 序 B5 B4 B3 DCO/数据延迟，位[2:0] 000 = 0.56 ns 001 = 1.12 ns 010 = 1.68 ns 011 = 2.24 ns 100 = 2.80 ns 101 = 3.36 ns 110 = 3.92 ns 111 = 4.48 ns B2 B1 B0 0x00 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 0x00 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0x00 USER_PATT2_MSB B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 0x00 MISR_LSB 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 B0 0x00 用户定义的测试 码1，LSB 用户定义的测试 码1，MSB 用户定义的测试 码2，LSB 用户定义的测试 码2，MSB MISR的低字节， 只读 禁用 禁用 禁用 禁用 Rev. 0 | Page 33 of 40 BIST启动 禁用 BIST使能 AD9269 地址 (十六 进制) 0x2A 0x2E 寄存器名称 特性 (MSB) 位7 禁用 位6 禁用 位5 禁用 位4 禁用 位3 禁用 位2 禁用 位1 禁用 输出指定 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 数字特性控制 同步控制(全局) 0x100 (LSB) 位0 OR OE (局部) 默认值 (十六 进制) 0x01 0 = ADC A 通道 1 =ADC B A = 0x00 (局部) 通道 B = 0x01 禁用 时钟分频 时钟分频 主机同步 使能 器仅与下 器同步 使能 一同步 脉冲同步 0x01 使能 GCLK 检测 运行 GCLK 禁用SDIO 下拉电阻 0x88 冻结相位 冻结增益 直流使能 相位使能 增益使能 0x00 禁用 驱动相位 驱动增益 0x00 0x101 USR2 使能OEB (引脚47) (局部) 0x110 QEC控制0 禁用 0x111 QEC控制1 禁用 0x112 QEC增益带宽控制 禁用 KEXP_GAIN 0x02 0x113 QEC相位带宽控制 禁用 KEXP_PHASE 0x02 0x114 QEC直流带宽控制 禁用 KEXP_DC 0x02 0x116 0x117 0x118 0x119 0x11A 0x11B 0x11C 0x11D QEC初始增益0 QEC初始增益1 QEC初始相位0 QEC初始相位1 QEC初始直流I 0 QEC初始直流I 1 QEC初始直流Q 0 QEC初始直流Q 1 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 禁用 冻结直流 禁用 驱动直流 禁用 初始增益，位[7:0] 初始增益，位[14:8] 初始相位，位[7:0] 初始相位，位[12:8] 初始直流I，位[7:0] 初始直流I，位[13:8] 初始直流Q，位[7:0] 初始直流Q，位[13:8] 位0—主机同步使能 如需了解有关寄存器0x00至寄存器0xFF所控制功能的更多 信息，请参阅应用笔记AN-877：“通过SPI与高速ADC接 口”。 要使能任何同步功能，位0必须为高电平。 位[7:3]—禁用 位2—时钟分频器仅与下一同步脉冲同步 为输出通道指定 ADC 对小于5 MHz的 时钟速率使能内 部振荡器 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 存储器映射寄存器描述 同步控制(寄存器0x100) 备注 禁用索引通道的 OR引脚 USR2(寄存器0x101) 位7—使能OEB(引脚47) 此位通常置位高电平，允许引脚47用作输出使能。如果此 位置于低电平，则引脚47禁用。 位[6:4]—禁用 如果主机同步使能位(地址0x100的位0)和时钟分频器同步 使能位(地址0x100的位1)均为高电平，则位2允许时钟分频 器与它接收到的第一个同步脉冲同步，并忽略其它同步脉 冲。同步后，时钟分频器同步使能位(地址0x100的位1)复 位。 位3—使能GCLK检测 位1—时钟分频器同步使能 位2—运行GCLK 位1选通时钟分频器的同步脉冲。当位1和位0均为高电平 时，同步信号使能；只要同步控制位(位2)为低电平，器件 就会以连续同步模式工作。 此位使能GCLK振荡器。对于某些编码速率低于10 MSPS的 应用，最好将此位置于高电平，以取代GCLK检测器。 此位通常置于高电平，使能一个检测约5 MSPS以下编码速 率的电路。当检测到编码速率较低时，内部振荡器GCLK 使能，以确保多个电路能够正常工作。如果此位置于低电 平，则检测器禁用。 Rev. 0 | Page 34 of 40 AD9269 QEC相位带宽控制(寄存器0x113) 位1—禁用 位0—禁用SDIO下拉电阻 此位可以置于高电平以禁用SDIO引脚内置的30 kΩ下拉电 阻；当许多器件连接到SPI总线时，它可以用来限制负 载。 位[7:5]—禁用 位[4:0]—KEXP_PHASE 这三位调整用于正交误差校正的相位控制反馈环路的时间 常数。 QEC控制0(寄存器0x110) QEC直流带宽控制(寄存器0x114) 位[7:6]—禁用 位[5:3]—冻结直流/冻结相位/冻结增益 位[7:5]—禁用 位[4:0]—KEXP_DC 这三位分别用于冻结正交误差校正(QEC)的直流、相位和 增益失调校正。置位高电平时，QEC应用冻结值，正交误 差估算中止。 这三位调整用于正交误差校正的直流控制反馈环路的时间 常数。 位[2:0]—直流使能/相位使能/增益使能 QEC初始增益0、QEC初始增益1(寄存器0x116和 0x117) 这三位分别用于使能直流、相位和增益失调校正。 位[14:0]—初始增益 QEC控制1(寄存器0x111) 当驱动增益位(寄存器0x111的位0)置位高电平时，这些值 用于增益误差校正。 位[7:3]—禁用 位2—驱动直流 置位高电平时，此位驱动来自寄存器0x11A、0x11B(针对I 数据)和来自寄存器0x11C、0x11D(针对Q数据)的初始静态 校正值。 位1—驱动相位 置位高电平时，此位驱动来自寄存器0x118和0x119的初始 静态校正值。 位0—驱动增益 置位高电平时，此位驱动来自寄存器0x116和0x117的初始 静态校正值。 QEC增益带宽控制(寄存器0x112) QEC初始相位0、QEC初始相位1(寄存器0x118和 0x119) 位[12:0]—初始相位 当驱动相位位(寄存器0x111的位1)置位高电平时，这些值 用于相位误差校正。 QEC初始直流I 0、QEC初始直流I 1(寄存器0x11A和0x11B) 位[13:0]—初始直流I 当驱动直流位(寄存器0x111的位2)置位高电平时，这些值 用于直流误差校正。 QEC初始直流Q 0、QEC初始直流Q 1(寄存器0x11C 和0x11D) 位[13:0]—初始直流Q 位[7:5]—禁用 位[4:0]—KEXP_GAIN 这三位调整用于正交误差校正的增益控制反馈环路的时间 常数。 当驱动直流位(寄存器0x111的位2)置位高电平时，这些值 用于直流误差校正。 Rev. 0 | Page 35 of 40 AD9269 应用信息 设计指南 在进行AD9269的系统设计和布局之前，建议设计者先熟悉 下述设计指南，其中探讨了某些引脚所需的特殊电路连接 和布局布线要求。 电源和接地建议 强烈建议使用两个独立的电源为AD9269供电：一个用于模 拟端(AVDD，1.8 V)，一个用于数字输出端(DRVDD，1.8 V至3.3 V)。如果必须共用一个1.8 V AVDD和DRVDD电 源 ， 则 必 须 用 铁 氧 体 磁 珠 或 滤 波 扼 流 圈 隔 离 AVDD与 DRVDD域，并分别用去耦电容去耦。可以使用多个不同 的去耦电容以支持高频和低频。去耦电容应放置在接近 PCB入口点和接近器件引脚的位置，并尽可能缩短走线长 度。 AD9269仅需要一个PCB接地层。对PCB模拟、数字和时钟 模块进行合理的去耦和巧妙的分隔，可以轻松获得最佳的 性能。 裸露焊盘散热块建议 裸露焊盘(引脚0)是AD9269的唯一接地连接，因此，必须 将它连接到客户PCB上的模拟地(AGND)。为实现最佳的 电气性能和热性能，PCB上裸露(无阻焊膜)的连续铜平面 应与AD9269的裸露焊盘(引脚0)匹配。 铜平面上应有多个通孔，以便获得尽可能低的热阻路径以 通过PCB底部进行散热。应采用绝缘环氧化物来填充或堵 塞这些通孔。 为了最大化地实现ADC与PCB之间的覆盖与连接，应在 PCB上覆盖一个丝印层，以便将PCB上的连续平面划分为 多个均等的部分。这样，在回流焊过程中，可在ADC与 PCB之间提供多个连接点。而一个连续的、无分割的平面 则仅可保证在ADC与PCB之间有一个连接点。如需了解有 关封装和芯片级封装PCB布局布线的详细信息，请参阅应 用 笔 记 AN-772： “LFCSP封 装 设 计 与 制 造 指 南 ” (www.analog.com)。 VCM VCM引脚应通过一个0.1 μF电容去耦至地(见图41)。 RBIAS AD9269要求用户将一10 kΩ电阻置于RBIAS引脚与地之间。 该电阻用来设置ADC内核的主基准电流，该电阻容差至少 为1%。 基准电压源去耦 VREF引脚应通过外部一个低ESR 0.1 μF陶瓷电容和一个低 ESR 1.0 μF电容的并联去耦至地。 SPI端口 当需要转换器充分发挥其全动态性能时，应禁用SPI端 口。通常SCLK信号、CSB信号和SDIO信号与ADC时钟是 异步的，因此，这些信号中的噪声会降低转换器性能。如 果其它器件使用板上SPI总线，则可能需要在该总线与 AD9269之间连接缓冲器，以防止这些信号在关键的采样周 期内，在转换器的输入端发生变化。 Rev. 0 | Page 36 of 40 AD9269 外形尺寸 0.60 MAX 9.00 BSC SQ 0.60 MAX 48 64 49 1 PIN 1 INDICATOR PIN 1 INDICATOR 0.50 BSC 0.50 0.40 0.30 1.00 0.85 0.80 33 32 16 17 0.05 MAX 0.02 NOM 0.30 0.23 0.18 SEATING PLANE 0.25 MIN 7.50 REF 0.80 MAX 0.65 TYP 12° MAX 6.35 6.20 SQ 6.05 EXPOSED PAD (BOTTOM VIEW) 0.20 REF FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VMMD-4 091707-C 8.75 BSC SQ TOP VIEW 图60. 64引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ]， 9 mm x 9 mm超薄四方体(CP-64-4)， 尺寸单位：mm 订购指南 型号1 AD9269BCPZ-80 2 AD9269BCPZRL7-802 AD9269BCPZ-652 AD9269BCPZRL7-652 AD9269BCPZ-402 AD9269BCPZRL7-402 AD9269BCPZ-202 AD9269BCPZRL7-202 AD9269-80EBZ AD9269-65EBZ AD9269-40EBZ AD9269-20EBZ 1 2 温度范围 封装描述 –40°C至+85°C –40°C至+85°C –40°C至+85°C –40°C至+85°C –40°C至+85°C –40°C至+85°C –40°C至+85°C –40°C至+85°C 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 64引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 评估板 评估板 评估板 评估板 Z = 符合RoHS标准的器件 裸露焊盘(引脚0)是芯片上的唯一接地连接，必须连接到PCB AGND。 Rev. 0 | Page 37 of 40 封装描述 CP-64-4 CP-64-4 CP-64-4 CP-64-4 CP-64-4 CP-64-4 CP-64-4 CP-64-4 AD9269 注释 Rev. 0 | Page 38 of 40 AD9269 注释 Rev. 0 | Page 39 of 40 AD9269 注释 ©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D08538sc-0-5/11(0) Rev. 0 | Page 40 of 40