12ビット、80/105/125MSPS、 1.8V動作のA/Dコンバータ AD9233 機能ブロック図 特長 電圧リファレンスおよびサンプル&ホールドアンプを内蔵 DNL=±0.15LSB フレキシブルなアナログ入力:1∼2Vp-p データ形式:オフセット・バイナリ、2の補数、グレーコード クロックのデューティ・サイクル・スタビライザ データ出力クロック シリアル・ポート制御 デジタル・テスト・パターン(選択可能)生成機能内蔵 プログラマブルなクロック/データ配置 アプリケーション AD9233 8 ステージの 1.5 ビット・ パイプライン MDAC1 SHA VIN– 4 A/D 8 3 A/D REFT REFB OR 補正ロジック 13 DCO 出力バッファ D11 (MSB) VREF D0 (LSB) SENSE 0.5V リファ レンス 選択 SCLK/DFS クロック DCS CLK+ CLK– モード 選択 PDWN SDIO/DCS CSB DRGND 図1 デジタル出力データは、オフセット・バイナリ、グレーコード、 2の補数の出力フォーマットのいずれかで提供されます。デー タ・クロック出力(DCO)は、受信ロジックの適正なラッチ・ タイミングを保証します。 概要 AD9233は1.8Vの単電源で動作するモノリシック、12ビット、 80/105/125MSPSのA/Dコンバータ(ADC)で、高性能サンプ ル&ホールド・アンプ(SHA)と電圧リファレンスを内蔵して います。出力誤差補正ロジック付きのマルチステージ差動パイ プライン・アーキテクチャに基づいて、125MSPS のデータ・ レートで12ビット精度を提供し、全動作温度範囲でノー・ミス コードを保証します。 広帯域幅で真の差動入力を備えたSHAにより、ユーザはシング ルエンド・アプリケーションを含めて各種の入力範囲とオフ セットを選択できます。このSHAは、連続的なチャンネルでフ ルスケール電圧レベルの切替えを行う多重化システムや、ナイ キスト・レートをはるかに超える周波数でのシングル・チャン ネル入力のサンプリングに適しています。従来のADCに比べて 省電力化と低価格化を実現した AD9233 は、通信、画像処理、 医療用超音波装置などのアプリケーションに最適です。 差動クロック入力を使用して、内部変換サイクルのすべてを制 御します。デューティ・サイクル・スタビライザ(DCS)はク ロック・デューティ・サイクルの幅広い変動を補償し、ADC全 体にわたって優れた性能を維持します。 アナログ・デバイセズ株式会社 DRVDD VIN+ AGND 超音波装置 通信用レシーバのIFサンプリング IS-95、CDMA-One、IMT-2000 バッテリ駆動の計測器 ハンドヘルド・スコープメータ 低価格のデジタル・オシロスコープ REV. A AVDD 05492-001 1.8Vのアナログ電源動作 1.8∼3.3V出力用電源 S/N比=69.5dBc(70.5dBFS)(70MHz入力まで) SFDR=85dBc(70MHz入力まで) 低消費電力:125MSPS時で395mW 帯域幅650MHzの差動入力 AD9233 は 48 ピン LFCSP を採用しており、工業用温度範囲 (−40∼+85℃)で仕様を規定しています。 製品のハイライト 1. 最低 1.8V の単電源で動作します。 1.8 ∼ 3.3V のロジック・ ファミリーに対応した個別のデジタル出力ドライバ電源を 提供します。 2. 特許取得済みのSHA入力は、225MHzまでの入力周波数に 対して優れた性能を維持します。 3. クロックDCSは、広範なクロック・パルス幅でADC全体に わたって優れた性能を維持します。 4. 標準シリアル・ポート・インターフェースは、データ形式 の設定(オフセット・バイナリ、2の補数、グレーコード)、 クロック DCS 、パワーダウン、および電圧リファレンス・ モードの有効化など、製品のさまざまな特性や機能に対応 します。 5. AD9246 とピン互換性があり、12 ビット・システムから14 ビット・システムへの移行が容易です。 アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の 利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いま せん。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するもので もありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有 に属します。 ※日本語データシートはREVISIONが古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 © 2006 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 本 社/ 〒105-6891 東京都港区海岸1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話03(5402)8200 大阪営業所/ 〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原3-5-36 新大阪MTビル2号 電話06(6350)6868 AD9233 目次 特長 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 アプリケーション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 機能ブロック図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 製品のハイライト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 改訂履歴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 DC仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 AC仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 デジタル仕様. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 スイッチング仕様. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 タイミング図. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 絶対最大定格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 熱抵抗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 ESDに関する注意 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 ピン配置と機能の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 等価回路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 代表的な性能特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 動作原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 アナログ入力に関する考慮事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 電圧リファレンス. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 クロック入力の考慮事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ジッタに関する考慮事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 消費電力とスタンバイ・モード. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 デジタル出力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 タイミング. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 シリアル・ポート・インターフェース(SPI). . . . . . . . . . . . . . 23 SPIによる設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ハードウェア・インターフェース. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 SPIなしの設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 メモリマップ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 メモリマップ・テーブルの読出し. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 レイアウトのポイント . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 電源とグラウンドに関する推奨事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 CML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 RBIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 リファレンス・デカップリング. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 評価用ボード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 電源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 入力信号. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 出力信号. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 デフォルトの動作とジャンパ選択の設定. . . . . . . . . . . . . . . 29 その他のクロック設定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 その他のアナログ入力駆動設定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 回路図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 評価用ボードのレイアウト. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 部品表(BOM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 外形寸法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 オーダー・ガイド. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 ―2― REV. A AD9233 改訂履歴 4/06―Revision 0: Initial Version 8/06―Rev. 0 to Rev. A Updated Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Universal Added 80 MSPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Universal Deleted Figure 19, Figure 20, Figure 22, and Figure 23; Renumbered Sequentially . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Deleted Figure 24, Figure 25, and Figure 27 to Figure 29; Renumbered Sequentially . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Deleted Figure 31 and Figure 34; Renumbered Sequentially. . 13 Deleted Figure 37, Figure 38, Figure 40, and Figure 41; Renumbered Sequentially . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Deleted Figure 46; Renumbered Sequentially . . . . . . . . . . . . . 15 Deleted Figure 52; Renumbered Sequentially . . . . . . . . . . . . . 16 Changes to Figure 40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Changes to Figure 46 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Inserted Figure 54; Renumbered Sequentially. . . . . . . . . . . . . 20 Changes to Digital Outputs Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Changes to Timing Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Added Data Clock Output (DCO) Section. . . . . . . . . . . . . . . . 22 Changes to Configuration Using the SPI Section and Configuration Without the SPI Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Changes to Table 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Changes to Table 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Changes to Ordering Guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 REV. A ―3― AD9233 仕様 DC仕様 特に指定のない限り、AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V、最大サンプル・レート、2Vp-p差動入力、1.0V内部リファレンス、AIN= −1.0dBFS、DCSイネーブル。 表1 パラメータ 温度 AD9233BCPZ-80 Min Typ Max AD9233BCPZ-105 Min Typ Max AD9233BCPZ-125 Min Typ Max 単位 分解能 全範囲 12 12 12 ビット 精度 ノー・ミスコード 全範囲 保証 オフセット誤差 全範囲 ±0.3 ±0.5 ±0.3 保証 ±0.8 ±0.3 ±0.8 % FSR ゲイン誤差 全範囲 ±0.2 ±4.7 ±0.2 ±4.9 ±0.2 ±3.9 % FSR 微分非直線性(DNL)1 全範囲 ±0.5 LSB 積分非直線性(INL)1 全範囲 ±1.2 LSB ±0.3 25℃ 保証 ±0.5 ±0.2 ±0.2 ±1.2 ±0.2 ±1.2 LSB 25℃ ±0.5 ±0.5 ±0.5 LSB オフセット誤差 全範囲 ±15 ±15 ±15 ppm/℃ ゲイン誤差 全範囲 ±95 ±95 ±95 ppm/℃ 温度ドリフト 内部電圧リファレンス 出力電圧誤差(1Vモード) 全範囲 ±5 負荷レギュレーション(1.0mA時) 全範囲 7 ±20 ±5 7 ±35 ±5 7 ±35 mV mV 25℃ 0.34 0.34 0.34 LSB rms 入力換算ノイズ VREF=1.0V アナログ入力 入力スパン、VREF=1.0V 全範囲 2 2 2 V p-p 2 全範囲 8 8 8 pF リファレンス入力抵抗 全範囲 6 6 6 kΩ 入力容量 電源 電源電圧 AVDD 全範囲 1.7 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 V DRVDD 全範囲 1.7 3.3 3.6 1.7 3.3 3.6 1.7 3.3 3.6 V 155 178 194 220 236 mA 電源電流 IAVDD1 全範囲 138 IDRVDD1(DRVDD=1.8V) 全範囲 7 8 10 mA IDRVDD (DRVDD=3.3V) 全範囲 12 14 17 mA DC入力 全範囲 248 サイン波入力1(DRVDD=1.8V) 全範囲 261 335 415 mW サイン波入力1(DRVDD=3.3V) 全範囲 288 365 452 mW スタンバイ 全範囲 40 40 40 mW パワーダウン 全範囲 1.8 1.8 1.8 mW 1 消費電力 3 1 2 3 279 320 350 395 425 mW 低入力周波数、フルスケールのサイン波で、各出力ビットに約5pFの負荷を接続して測定。 入力容量とは、1本の差動入力ピンとAGNDとの間の実効容量です。アナログ入力の等価回路については、図4を参照してください。 スタンバイ消費電力は、DC入力で、クロック(CLK)ピンを非アクティブ(AVDDまたはAGNDに接続)にして測定。 ―4― REV. A AD9233 AC仕様 特に指定のない限り、AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V、最大サンプル・レート、2Vp-p差動入力、1.0V内部リファレンス、AIN= −1.0dBFS、DCSイネーブル。 表2 温度 AD9233BCPZ-80 Min Typ Max fIN=2.4MHz 25℃ 69.5 fIN=70MHz 25℃ 69.5 パラメータ1 AD9233BCPZ-105 AD9233BCPZ-125 Min Typ Max Min Typ Max 単位 S/N比 69.5 69.5 全範囲 68.9 68.3 69.5 dBc 69.5 dBc 68.3 dBc fIN=100MHz 25℃ 69.4 69.4 69.4 dBc fIN=170MHz 25℃ 68.9 68.9 68.9 dBc 信号/ノイズ&歪み(SINAD) fIN=2.4MHz 25℃ 69.2 69.2 69.2 dBc fIN=70MHz 25℃ 69.2 69.2 69.2 dBc fIN=100MHz 25℃ 69.1 69.1 69.1 dBc fIN=170MHz 25℃ 68.6 68.6 68.6 dBc fIN=2.4MHz 25℃ 11.4 11.4 11.4 ビット fIN=70MHz 25℃ 11.4 11.4 11.4 ビット fIN=100MHz 25℃ 11.4 11.4 11.4 ビット fIN=170MHz 25℃ 11.3 11.3 11.3 ビット 全範囲 68.5 67.3 67.3 dBc 有効ビット数(ENOB) 2次または3次の最悪高調波 fIN=2.4MHz 25℃ −90.0 −90.0 −90.0 dBc fIN=70MHz 25℃ −85.0 −85.0 −85.0 dBc fIN=100MHz 25℃ −85.0 −85.0 −85.0 dBc fIN=170MHz 25℃ −83.5 −83.5 −83.5 dBc fIN=2.4MHz 25℃ 90.0 90.0 90.0 dBc fIN=70MHz 25℃ 85.0 85.0 dBc −76.0 全範囲 −73.0 −73.0 dBc SFDR(スプリアスフリー・ ダイナミック・レンジ) 85.0 全範囲 76.0 73.0 73.0 dBc fIN=100MHz 25℃ 85.0 85.0 85.0 dBc fIN=170MHz 25℃ 83.5 83.5 83.5 dBc fIN=2.4MHz 25℃ −90.0 −90.0 −90.0 dBc fIN=70MHz 25℃ −90.0 その他の最悪高調波/スプリアス −90.0 −85.0 全範囲 −90.0 −81.0 dBc −81.0 dBc fIN=100MHz 25℃ −90.0 −90.0 −90.0 dBc fIN=170MHz 25℃ −90.0 −90.0 −90.0 dBc fIN=30MHz(−7dBFS)、 31MHz(−7dBFS) 25℃ 87 87 85 dBFS fIN=170MHz(−7dBFS)、 171MHz(−7dBFS) 25℃ 83 83 84 dBFS 25℃ 650 650 650 MHz 2調波SFDR アナログ入力帯域幅 1 パラメータの完全な定義については、AN-835『Understanding High Speed ADC Testing and Evaluation』を参照してください。 REV. A ―5― AD9233 デジタル仕様 特に指定のない限り、AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V、最大サンプル・レート、2Vp-p差動入力、1.0V内部リファレンス、AIN= −1.0dBFS、DCSイネーブル。 表3 パラメータ 温度 Min AD9233BCPZ-80/105/125 Typ Max 単位 差動クロック入力(CLK+、CLK−) CMOS/LVDS/LVPECL 準拠ロジック 1.2 V 内部同相バイアス 全範囲 差動入力電圧 全範囲 0.2 入力電圧範囲 全範囲 AVDD−0.3 AVDD+1.6 V 入力同相電圧範囲 全範囲 1.1 AVDD V ハイレベル入力電圧(VIH) 全範囲 1.2 3.6 V ローレベル入力電圧(VIL) 全範囲 0 0.8 V ハイレベル入力電流(IIH) 全範囲 −10 +10 µA +10 µA 12 kΩ ローレベル入力電流(IIL) 全範囲 −10 入力抵抗 全範囲 8 入力容量 全範囲 6 10 4 V p-p pF ロジック入力(SCLK/DFS、OE、PWDN) ハイレベル入力電圧(VIH) 全範囲 1.2 3.6 V ローレベル入力電圧(VIL) 全範囲 0 0.8 V ハイレベル入力電流(IIH) 全範囲 −50 −75 µA ローレベル入力電流(IIL) 全範囲 −10 +10 µA 入力抵抗 全範囲 30 kΩ 入力容量 全範囲 2 pF ロジック入力(CSB) ハイレベル入力電圧(VIH) 全範囲 1.2 3.6 V ローレベル入力電圧(VIL) 全範囲 0 0.8 V ハイレベル入力電流(IIH) 全範囲 −10 +10 µA ローレベル入力電流(IIL) 全範囲 +40 +135 µA 入力抵抗 全範囲 26 kΩ 入力容量 全範囲 2 pF ロジック入力(SDIO/DCS) ハイレベル入力電圧(VIH) 全範囲 1.2 DRVDD+0.3 V ローレベル入力電圧(VIL) 全範囲 0 0.8 V ハイレベル入力電流(IIH) 全範囲 −10 +10 µA ローレベル入力電流(IIL) 全範囲 +40 +130 µA 入力抵抗 全範囲 26 kΩ 入力容量 全範囲 5 pF デジタル出力 DRVDD=3.3V ハイレベル出力電圧(VOH、IOH=50µA) 全範囲 3.29 V ハイレベル出力電圧(VOH、IOH=0.5mA) 全範囲 3.25 V ローレベル出力電圧(VOL、IOL=1.6mA) 全範囲 0.2 V ローレベル出力電圧(VOL、IOL=50µA) 全範囲 0.05 V DRVDD=1.8V ハイレベル出力電圧(VOH、IOH=50µA) 全範囲 1.79 ハイレベル出力電圧(VOH、IOH=0.5mA) 全範囲 1.75 ローレベル出力電圧(VOL、IOL=1.6mA) 全範囲 0.2 V ローレベル出力電圧(VOL、IOL=50µA) 全範囲 0.05 V ―6― V V REV. A AD9233 スイッチング仕様 特に指定のない限り、AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V。 表4 パラメータ1 温度 AD9233BCPZ-80 Min Typ Max AD9233BCPZ-105 AD9233BCPZ-125 Min Typ Max Min Typ Max 単位 全範囲 20 80 20 105 20 125 MSPS 80 10 105 10 125 MSPS クロック入力パラメータ 変換レート(DCSイネーブル) 変換レート(DCSディスエーブル) 全範囲 10 CLK周期 全範囲 12.5 ハイレベルのCLKパルス幅 (DCSイネーブル) 全範囲 3.75 6.25 8.75 2.85 4.75 6.65 2.4 4 5.6 ns ハイレベルのCLKパルス幅 (DCSディスエーブル) 全範囲 5.63 6.25 6.88 4.28 4.75 5.23 3.6 4 4.4 ns データ伝播遅延(tPD)2 全範囲 3.1 3.9 4.8 3.1 3.9 4.8 3.1 3.9 4.8 DCO伝播遅延(tDCO) 全範囲 9.5 8 ns データ出力パラメータ 4.4 4.4 ns 4.4 ns セットアップ時間(ts) 全範囲 4.9 5.7 3.4 4.3 2.6 3.5 ns ホールド時間(tH) 全範囲 5.9 6.8 4.4 5.3 3.7 4.5 ns パイプライン遅延(レイテンシ) 全範囲 12 12 12 サイクル アパーチャ遅延(tA) 全範囲 0.8 0.8 0.8 ns アパーチャ不確定性(ジッタ、tJ) 全範囲 0.1 0.1 0.1 ps rms ウェイクアップ時間 全範囲 350 350 350 ms 範囲外からの回復時間 全範囲 2 2 3 サイクル 3 シリアル・ポート・インターフェース 4 SCLK周期(tCLK) 1 2 3 4 全範囲 40 40 40 ns SCLKのハイレベル・パルス幅の時間(tHI) 全範囲 16 16 16 ns SCLKのローレベル・パルス幅の時間(tLO) 全範囲 16 16 16 ns SDIOからSCLKまでのセットアップ時間(tDS) 全範囲 5 5 5 ns SDIOからSCLKまでのホールド時間(tDH) 全範囲 2 2 2 ns CSBからSCLKまでのセットアップ時間(ts)全範囲 5 5 5 ns CSBからSCLKまでのホールド時間(tH) 全範囲 2 2 2 ns パラメータの完全な定義については、AN835『Understanding High Speed ADC Testing and Evaluation』を参照してください。 出力遅延は、各出力に5pFの負荷を接続して、CLK50%変化からデータ50%変化まで測定。 ウェイクアップ時間はデカップリング・コンデンサの値に依存。この値はREFTとREFB間のコンデンサ0.1µFで表示。 図57および「シリアル・ポート・インターフェース(SPI)」を参照してください。 タイミング図 N+2 N+1 N+3 N N+4 tA N+8 N+5 N+6 N+7 tCLK CLK+ CLK– tPD tS tH tDCO DCO 図2. REV. A タイミング図 ―7― tCLK 05492-083 DATA AD9233 絶対最大定格 表5 パラメータ 左記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに 恒久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定 格のみを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記 載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありませ ん。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの 信頼性に影響を与えることがあります。 定格値 電気的条件 AGNDに対するAVDD −0.3∼+2.0V DRGNDに対するDRVDD −0.3∼+3.9V DRGNDに対するAGND −0.3∼+0.3V 熱抵抗 DRVDDに対するAVDD −3.9∼+2.0V DRGNDに対するD0∼D11 −0.3V∼DRVDD+0.3V DRGNDに対するDCO −0.3V∼DRVDD+0.3V 露出パドルはLFCSPパッケージのグラウンド・プレーンにハン ダ付けしてください。パドルをカスタマ・ボードにハンダ付け すれば、ハンダ接続部の信頼性を高めパッケージの熱性能を最 大化できます。 DRGNDに対するOR −0.3V∼DRVDD+0.3V AGNDに対するCLK+ −0.3∼+3.9V AGNDに対するCLK− −0.3∼+3.9V パッケージ・タイプ θJA θJC 単位 AGNDに対するVIN+ −0.3V∼AVDD+1.3V 48ピンLFCSP(CP-48-3) 26.4 2.4 ℃/W AGNDに対するVIN− −0.3V∼AVDD+1.3V AGNDに対するVREF −0.3V∼AVDD+0.2V AGNDに対するSENSE −0.3V∼AVDD+0.2V AGNDに対するREFT −0.3V∼AVDD+0.2V AGNDに対するREFB −0.3V∼AVDD+0.2V 表6. 熱抵抗 θJAおよびθJC(Typ値)は、自然空冷で4層ボードを使って仕様 規定されます。空気流があると放熱効果が高まり、θJAが小さく なります。また、メタル・パターン、スルーホール、グラウン ド・プレーン、電源プレーンからパッケージ・ピンへ直接接続 されるメタルが増えると、θJAが小さくなります。 DRGNDに対するSDIO/DCS −0.3V∼DRVDD+0.3V AGNDに対するPDWN −0.3∼+3.9V AGNDに対するCSB −0.3∼+3.9V AGNDに対するSCLK/DFS −0.3∼+3.9V AGNDに対するOEB −0.3∼+3.9V 環境条件 保存温度範囲 −65∼+125℃ 動作温度範囲 −40∼+85℃ ピン温度(ハンダ処理10秒) 300℃ ジャンクション温度 150℃ 注意 ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスです。人体や試験機器には4000Vもの高圧の静 電気が容易に蓄積され、検知されないまま放電されることがあります。本製品は当社独自の ESD保護回路を内蔵してはいますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被った場合、回復 不能の損傷を生じる可能性があります。したがって、性能劣化や機能低下を防止するため、 ESDに対する適切な予防措置を講じることをお勧めします。 ―8― REV. A AD9233 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 DRV DD DRG ND NC NC DCO OE B A V DD A G ND A V DD CL K– CL K+ A G ND ピン配置と機能の説明 (LSB) D0 D1 1 2 1番ピン 識別マーク D2 3 D3 4 D4 5 D5 6 DRGND 7 DRVDD 8 D6 9 D7 10 D8 11 D9 12 AD9233 上面図 (実寸ではありません) PDWN RBIAS CML AVDD AGND VIN– VIN+ AGND REFT REFB VREF SENSE 05492-003 D10 ( MSB) D11 OR DRG ND DRV DD SDIO /DCS SCL K/DF S CSB A G ND A V DD A G ND A V DD 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0番ピン(露出パドル):AGND 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 NC=無接続 図3. 表7. ピン配置 ピン機能の説明 ピン番号 記号 説明 0、21、23、29、 32、37、41 AGND アナログ・グラウンド。(0番ピンはパッケージ下部の露出熱パッドです。) 1∼6、9∼14 D0(LSB)∼D11(MSB) データ出力ビット 7、16、47 DRGND デジタル出力グラウンド 8、17、48 DRVDD デジタル出力ドライバ電源(1.8∼3.3V) 15 OR アウト・オブ・レンジ・インジケータ 18 SDIO/DCS SPI®(シリアル・ポート・インターフェース)データ入出力(シリアル・ポー ト・モード)、デューティ・サイクル・スタビライザ選択(外部ピンモード)。表 10を参照。 19 SCLK/DFS SPI(シリアル・ポート・インターフェース)クロック(シリアル・ポート・モード)、 データ形式選択ピン(外部ピン・モード)。表10を参照。 20 CSB SPI(シリアル・ポート・インターフェース)チップ・セレクト(アクティブ・ロー)。 22、24、33、40、42 AVDD アナログ電源 25 SENSE リファレンス・モード選択。表9を参照。 26 VREF 電圧リファレンス入出力 27 REFB 差動リファレンス(−) 28 REFT 差動リファレンス(+) 30 VIN+ アナログ入力ピン(+) 31 VIN− アナログ入力ピン(−) 34 CML 同相レベル・バイアス出力 35 RBIAS 外部バイアス抵抗接続。このピンとアナログ・グラウンド(AGND)の間に10kΩ の抵抗を接続します。 36 PDWN パワーダウン機能選択 38 CLK+ クロック入力(+) 39 CLK− クロック入力(−) 43 OEB 出力イネーブル(アクティブ・ロー) 44 DCO データ・クロック出力 45、46 NC 無接続 REV. A ―9― AD9233 等価回路 1kΩ SCLK/DFS OEB PDWN 30kΩ 05492-004 05492-008 VIN 図4. 図8. アナログ入力等価回路 SCLK/DFS、OEB、PDWN入力等価回路 AVDD AVDD 26kΩ CSB 1.2V 10kΩ CLK– 05492-005 05492-010 10kΩ CLK+ 1kΩ 図5. 図9. クロック入力等価回路 CSB入力等価回路 DRVDD 1kΩ SENSE 1kΩ 05492-006 05492-011 SDIO/DCS 図6. 図10. SDIO/DCS入力等価回路 等価SENSE回路 DRVDD AVDD DRGND 05492-007 6k Ω 図11. 図7.デジタル出力等価回路 ― 10 ― 05492-012 VREF 等価VREF回路 REV. A AD9233 代表的な性能特性 特に指定のない限り、AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V、最大サンプル・レート、DCSイネーブル、1V内部リファレンス、2Vp-p差動 入力、AIN=−1.0dBFS、64kサンプル、TA=25℃。すべての図は全速度グレードの代表的な性能を示しています。 0 0 125MSPS 2.3MHz @ –1dBFS SNR = 69.5dBc (70.5dBFS) ENOB = 11.2ビット SFDR = 90.0dBc –20 –20 –60 –80 –80 –100 –100 –120 –120 –140 0 15.625 図12. 31.250 周波数(MHz) 46.875 –140 0 62.500 AD9233-125:単周波FFT (FIN=2.3MHz) 31.250 周波数(MHz) 62.500 125MSPS 140.3MHz @ –1dBFS SNR = 69.0dBc (70.0dBFS) ENOB = 11.1ビット SFDR = 85.0dBc –20 –40 46.875 AD9233-125:単周波FFT (FIN=100.3MHz) 0 125MSPS 30.3MHz @ –1dBFS SNR = 69.5dBc (70.5dBFS) ENOB = 11.2ビット SFDR = 88.8dBc –20 –80 –60 –80 –100 –120 –120 05492-014 –100 –140 0 15.625 図13. 0 31.250 周波数(MHz) 46.875 –140 62.500 0 AD9233-125:単周波FFT (FIN=30.3MHz) 15.625 図16. 0 125MSPS 70.3MHz @ –1dBFS SNR = 69.5dBc (70.5dBFS) ENOB = 11.2ビット SFDR = 85.0dBc –20 05492-017 振幅(dBFS) –40 –60 31.250 周波数(MHz) 46.875 62.500 AD9233-125:単周波FFT (FIN=140.3MHz) 125MSPS 170.3MHz @ –1dBFS SNR = 68.9dBc (69.9dBFS) ENOB = 11.1ビット SFDR = 83.5dBc –20 –40 –80 –60 –80 –100 –120 –120 05492-015 –100 –140 0 15.625 図14. 31.250 周波数(MHz) 46.875 05492-018 振幅(dBFS) –40 –60 REV. A 15.625 図15. 0 振幅(dBFS) –60 05492-016 振幅(dBFS) –40 05492-013 振幅(dBFS) –40 振幅(dBFS) 125MSPS 100.3MHz @ –1dBFS SNR = 69.4dBc (70.4dBFS) ENOB = 11.2ビット SFDR = 85.0dBc –140 0 62.500 AD9233-125:単周波FFT (FIN=70.3MHz) 15.625 図17. ― 11 ― 31.250 周波数(MHz) 46.875 AD9233-125:単周波FFT (FIN=170.3MHz) 62.500 AD9233 0 100 125MSPS 225.3MHz @ –1dBFS SNR = 68.5dBc (69.5dBFS) ENOB = 11.0ビット SFDR = 80.4dBc –20 95 SFDR = –40°C 90 –80 SFDR = +25°C 85 80 SNR = +25°C –100 70 –120 65 –140 0 15.625 31.250 46.875 SFDR = +85°C 75 SNR = –40°C SNR = +85°C 05492-021 SNR/SF DR ( dBc) –60 05492-019 振幅(dBFS) –40 60 0 62.500 50 100 150 入力周波数(MHz) 周波数(MHz) 図18. AD9233-125:単周波FFT (FIN=225.3MHz) 図21. 0 AD9233:入力周波数(FIN)対 単周波 SNR/SFDRと温度の関係 (2Vp-pフルスケール) 95 SFDR = +85°C 90 SFDR = +25°C SNR/SF DR ( dBc) –40 –60 –80 –100 85 SFDR = –40°C 80 75 70 –140 0 15.625 31.250 46.875 SNR = –40°C 65 05492-029 –120 SNR = +25°C 05492-022 振幅(dBFS) 250 100 125MSPS 300.3MHz @ –1dBFS SNR = 67.8dBc (68.8dBFS) ENOB = 10.8ビット SFDR = 77.4dBc –20 SNR = +85°C 60 62.500 0 50 100 150 入力周波数(MHz) 周波数(MHz) 図19. AD9233-125:単周波FFT (FIN=300.3MHz) 図22. 120 200 250 AD9233:入力周波数(FIN)対 単周波 SNR/SFDRと温度の関係 (1Vp-pフルスケール) 1.0 SFDR (dBFS) 0.8 80 ゲイン/オフセット誤差(%FSR) 100 SNR (dBFS) 60 40 SFDR (dBc) 基準線(85dB) 20 オフセット誤差 0.5 0.3 0 ゲイン誤差 –0.3 –0.5 05492-031 –0.8 SNR (dBc) 0 –90 –80 –70 –60 –50 –40 –30 –20 –10 入力振幅(dBFS) 図20. 0 –1.0 –40 05492-091 SNR/SFDR(dBc および dBFS) 200 –20 0 20 40 60 80 温度(℃) 図23. AD9233:ゲインとオフセットの 温度特性 AD9233:入力振幅(AIN)対 単周波 SNR/SFDR(FIN=2.4MHz) ― 12 ― REV. A AD9233 0 –20 SFDR/IMD3(dBc および dBFS) 125MSPS 29.1MHz @ –7dBFS 32.1MHz @ –7dBFS SFDR = 85dBc (92dBFS) –60 –80 –100 05492-024 –120 –140 0 15.625 31.250 46.875 SFDR (dBc) –40 IMD3 (dBc) –60 –80 SFDR (dBFS) –100 IMD3 (dBFS) –120 –90 62.500 –78 –66 図24. AD9233-125:2周波FFT (FIN1=29.1MHz、FIN2=32.1MHz) 図27. 0 SFDR/IMD3(dBc および dBFS) –40 振幅(dBFS) –42 –30 –18 –6 AD9233:入力振幅(AIN) 対 2周波 SFDR/IMD(FIN1=29.1MHz、 FIN2=32.1MHz) 0 125MSPS 169.1MHz @ –7dBFS 172.1MHz @ –7dBFS SFDR = 84dBc (91dBFS) –20 –60 –80 –100 05492-025 –120 –140 0 15.625 31.250 46.875 –20 SFDR (dBc) –40 IMD3 (dBFS) –60 –80 SFDR (dBFS) –100 –120 –90 62.500 IMD3 (dBFS) –78 –66 周波数(MHz) 図25. –54 –42 –30 –18 –6 入力振幅(dBFS) AD9233-125:2周波FFT (FIN1=169.1MHz、FIN2=172.1MHz) 図28. 0 0 –20 –20 –40 –40 振幅(dBFS) 振幅(dBFS) –54 アナログ入力レベル(dBFS) 周波数(MHz) 05492-080 振幅(dBFS) –40 –20 05492-035 0 –60 AD9233:入力振幅(AIN) 対 2周波 SFDR/IMD(FIN1=169.1MHz、 FIN2=172.1MHz) NPR = 61.9dBc ノッチ @ 18.5MHz ノッチ幅 = 3MHz –60 –80 –80 –120 0 15.36 図26. REV. A 30.72 周波数(MHz) 46.08 05492-090 05492-086 –100 –120 0 61.44 15.625 31.250 46.875 周波数(MHz) AD9233-125:2つの64k WCDMA キャリア(FIN1=215.04MHz、 FS=122.88MSPS) 図29. ― 13 ― AD9233-125:ノイズ電力比 62.500 AD9233 100 10 0.34 LSB rms 95 SFDR 8 ヒット数(1M) SNR/SFDR ( dBc) 90 85 80 6 4 75 SNR 05492-027 65 45 65 85 クロック周波数(MSPS) 105 0 125 5 25 図30. AD9233:クロック周波数(FS)対 単周波 SNR/SFDR(FIN=2.4MHz) 05492-085 2 70 N–1 N 出力コード N+1 図33. AD9233:グラウンド入力のヒストグラム 100 0.35 SFDR DCS=オン 0.25 90 0.15 SFDR DCS=オフ INL 誤差(LSB) SNR/SF DR ( dBc) 80 SNR DCS=オン 70 60 0.05 –0.05 –0.15 50 40 60 05492-023 40 20 –0.25 05492-026 SNR DCS=オフ –0.35 80 0 1024 デューティ・サイクル(%) 図31. 2048 3072 4096 出力コード AD9233:デューティ・サイクル 対 SNR/SFDR(FIN=10.3MHz) 図34. 90 AD9233:INL(FIN=10.3MHz) 0.15 SFDR 0.10 DNL 誤差(LSB) 80 75 70 0.7 0 –0.05 0.9 1.1 05492-020 65 0.5 0.05 –0.10 SNR 05492-028 SNR/SF DR ( dBc) 85 –0.15 1.3 0 1024 図32. 2048 3072 4096 出力コード 入力同相電圧(V) AD9233:入力同相電圧(VCM)対 SNR/SFDR(FIN=30MHz) 図35. ― 14 ― AD9233:DNL(FIN=10.3MHz) REV. A AD9233 動作原理 AD9233 のアーキテクチャは、フロントエンドのサンプル& ホールド・アンプ(SHA)と、これに続くパイプライン化され たスイッチド・キャパシタ型ADCから構成されています。各ス S CH S テージからの量子化された出力は、デジタル補正ロジック内で 結合されて最終の 12 ビットになります。このパイプライン・ アーキテクチャでは、最初のステージで新しい入力サンプルを 処理している間に、残りのステージで前のサンプル値の処理を 並行して行うことができます。サンプリングはクロックの立上 がりエッジで行われます。 入力ステージの差動 SHA は、差動モードまたはシングルエン ド・モードでAC結合またはDC結合を行うことができます。出 力ステージのブロックでは、データの整列を行い、誤差補正を 実行した後に、データを出力バッファに渡します。出力バッ ファは別電源から駆動されるため、出力電圧振幅の調整が可能 です。パワーダウン時には、出力バッファは高インピーダンス 状態になります。 アナログ入力に関する考慮事項 AD9233 のアナログ入力は差動スイッチド・キャパシタ型の SHAであり、差動入力信号の処理で最適な性能を提供します。 図36に示すように、クロック信号を使って、SHAのサンプル・ モードとホールド・モードを交互に切り替えます。SHAがサン プル・モードに切り替わるときは、信号源がサンプル・コンデ ンサを充電して、クロック・サイクルの 1/2 以内に整定する必 要があります。各入力端子に小さい抵抗を直列に挿入すること によって、駆動源の出力ステージからのピーク過渡電流を抑え る役割を果たします。 シャント・コンデンサを入力間に接続して、動的充電電流を供 給することもできます。この受動回路は ADC の入力でローパ ス・フィルタを構成するため、正確な値はアプリケーションに 基づいて決定する必要があります。 IFのアンダーサンプリング・アプリケーションでは、このシャ ント・コンデンサはすべて除去する必要があります。信号源イ ンピーダンスとこれらのコンデンサの組み合わせにより、入力 帯域幅が制限されます。詳細については、アプリケーション・ ノートAN-742 『Frequency Domain Response of SwitchedCapacitor ADCs 』、 AN-827 『 A Resonant Approach To Interfacing Amplifiers to Switched-Capacitor ADCs』、および Analog Dialog(技術資料)の「Transformer-Coupled FrontEnd for Wideband A/D Converters」を参照してください。 REV. A S H CS VIN– CPIN, PAR CH S 図36. 05492-037 パイプラインの最終ステージ以外の各ステージは、スイッチ ド・キャパシタD/Aコンバータ(DAC)に接続された低分解能 のフラッシュADCとステージ間残留アンプ(MDAC)により 構成されています。この残留アンプは、再生されたDAC出力と パイプラインの次のステージに対するフラッシュ入力の差を増 幅します。各ステージ内で冗長な 1 ビットを使って、フラッ シュ誤差のデジタル補正を実現しています。最終ステージはフ ラッシュADCのみで構成されています。 CS VIN+ CPIN, PAR スイッチド・キャパシタ型SHAの入力 最適な動的性能を得るには、VIN+とVIN−を駆動する信号源 インピーダンスが一致していて、同相整定誤差が対称になる必 要があります。そうすることによってこれらの誤差は、ADCの 同相ノイズ除去性能により最小限化されます。 内部の差動リファレンス・バッファは、2 つのリファレンス電 圧を発生させ、これらがADCコアの入力スパンを決定します。 ADCコアのスパンは、VREFの2倍となるようバッファによっ て設定されます。ユーザはリファレンス電圧を使用できません。 2 つのバイパス・ポイント REFT と REFB はデカップリングし て、内部リファレンス・バッファによるノイズを低減します。 「レイアウトのポイント」に示すように、REFTは0.1µFコンデ ンサでREFBにデカップリングします。 入力同相電圧 AD9233のアナログ入力は内部でDCバイアスされません。AC 結合されたアプリケーションでは、このバイアスを外部から提 供する必要があります。最適な性能を得るには、 AD9233 を VCM=0.55×AVDDとなるよう設定することを推奨していま すが、通常でも広範囲にわたって適度な性能を提供します(図 32を参照)。オンボードの同相電圧リファレンスは設計に含ま れており、 CML ピンから使用できます。アナログ入力の同相 電圧が CML ピン電圧で設定されている場合に、最適な性能が 達成されます(通常、0.55×AVDD)。 「レイアウトのポイント」 に示すように、CMLピンは0.1µFコンデンサでグラウンドにデ カップリングします。 差動入力構成 最適性能は、差動入力構成でAD9233を駆動するときに得られ ます。ベースバンド・アプリケーションに対しては、AD8138 差動ドライバが優れた性能とADCに対するフレキシブルなイン ターフェースを提供します。AD8138の出力同相電圧は AD9233 の CML ピンで簡単に設定することができ(図 37 を参 照)、ドライバは入力信号帯域を制限できるSallen Keyフィル タ回路として構成できます。 ― 15 ― AD9233 49.9Ω 2次ナイキスト領域およびそれ以上の入力周波数では、大部分 のアンプのノイズ性能はAD9233 の真のS/N 比性能を得るには 不十分です。S/N比が重要なパラメータとなるアプリケーショ 499Ω R VIN+ AVDD 499Ω 523Ω R CML VIN– 5492-038 0.1µF 499Ω 図37. ンには、トランス・カップリングの入力構成を推奨します。 SFDRが重要なパラメータとなるアプリケーションには、図39 に示す差動ダブル・バラン・カップリングの入力構成を推奨し ます。 AD9233 C AD8138 2次ナイキスト領域の周波数でトランス結合入力を使用する代 わりに、図40に示すAD8352差動ドライバを使用できます。 AD8138を使用した差動入力構成 S/N 比が重要なパラメータとなるベースバンド・アプリケー ションに対しては、図38に示す差動トランス・カップリングの 入力構成を推奨します。 CML 電圧は、アナログ入力をバイア どの構成もシャント・コンデンサ(C)の値は入力周波数と信 号源インピーダンスに依存しており、場合によっては、その値 を減らすかゼロにする必要があります。表8は、RC回路を設定 するための推奨値を示しています。ただし、これらの値は入力 信号に依存しているため、指針として最初だけ利用してくださ い。 スするトランスの二次巻線の中央タップに接続できます。 トランスを選択する際は、信号特性を考慮する必要があります。 ほとんどのRFトランスは数MHz以下の周波数で飽和してしま うため、信号電力が極端に大きくなるとコアの飽和も発生して、 歪みの原因になります。 R 49.9Ω RC回路の推奨値 周波数レンジ(MHz) R直列(Ω) C差動(pF) 0∼70 33 15 70∼200 33 5 200∼300 15 5 >300 15 オープン VIN+ AD9233 C R CML VIN– 05492-039 0.1µF 図38. 差動トランス・カップリング構成 0.1µF 0.1µF R VIN+ 2V p-p 25Ω PA S P S AD9233 C 0.1µF 25Ω 0.1µF R VIN– CML 05492-089 2V p-p 表8. 図39. 差動ダブル・バラン入力構成 V CC 0.1µF 0.1µF 0Ω ANALOG入力 16 8, 13 1 11 0.1µF 2 CD RD AD8352 RG R VIN+ 200 Ω 3 10 0.1µF 200 Ω C R 4 5 ANALOG入力 0.1µF 0Ω VIN– CML 14 0.1µF 図40. AD9233 0.1µF 05492-088 1V p-p AD8352を使用した差動入力構成 ― 16 ― REV. A AD9233 シングルエンド入力構成 この接続により、リファレンス・アンプは非反転モードになり、 推奨事項ではありませんが、入力電圧振幅がAVDD(電源)以 内であれば、シングルエンド入力構成でAD9233を使用できま す。シングルエンド動作は、低価格アプリケーションで妥当な 性能を提供できます。この構成では、大きな入力同相電圧振幅 によりSFDRと歪みの性能が低下します。ただし、各入力の信 号源インピーダンスを一致させると、S/N比への影響がほぼな くなります。図41に、代表的なシングルエンド入力構成を示し ます。 VREF出力は次のように決定されます。 10µF VREF=0.5× 1+ R2 R1 SENSEピンをAVDDピンに接続した場合は、リファレンス・ アンプがディスエーブルになり、外部リファレンスをVREFピ ンに接続できます(「外部リファレンスによる動作」を参照)。 ADCの入力範囲は、内部/外部リファレンスに対して、常にリ ファレンスピンの電圧の2倍になります。 AVDD 1kΩ VIN+ AVDD 1kΩ 10µF 0.1µF C R VIN– 1kΩ ADC コア VIN– ADC AD9233 REFT 05492-042 1V p-p 1kΩ – VIN+ 49.9Ω – R 0.1µF 0.1µF REFB VREF シングルエンド入力構成 0.1µF 0.1µF 選択 ロジック 電圧リファレンス SENSE AD9233は、安定した正確な電圧リファレンスを内蔵していま す。内部/外部リファレンスを使ってAD9233に入力されるリ ファレンスを変えることで、入力範囲を調整できます。ADCの 入力スパンは、リファレンスの変化に比例して変わります。 個々のリファレンス・モードについては、以下の各セクション で簡単に説明しています。「リファレンス・デカップリング」 には、リファレンスのPCボード・レイアウトに関する最適な方 法と条件を示しています。 05492-043 0.5V AD9233 内部リファレンス構成 VIN+ 内部リファレンスの接続 AD9233に内蔵されているコンパレータはSENSEピンの電位を 検出し、リファレンスを表9に示す4つの状態のいずれかに設定 します。 SENSE がグラウンド・レベルの場合、リファレン ス・アンプ・スイッチは内部抵抗分圧器(図42を参照)に接続 され、VREFは1Vに設定されます。 VIN– ADC コア – 図42. – REFT 0.1µF REFB VREF SENSEピンをVREFに接続すると、リファレンス・アンプ出力 はSENSEピン側にスイッチされ、ループを構成して0.5Vのリ ファレンスを出力します。図43のようにチップ外部の抵抗分圧 器に接続された場合にも、スイッチは SENSE ピン側に接続さ れます。 0.1µF 0.1µF R2 SENSE R1 選択 ロジック 0.5V AD9233 図43. 05492-044 図41. プログラマブルなリファレンスの構成 複数のコンバータを駆動してゲイン・マッチングを改善するた めにAD9233の内部リファレンスを使用する場合は、他のコン バータのリファレンスの負荷を考慮する必要があります。図44 は、内部リファレンスはどの程度負荷の影響を受けるのかを示 しています。 REV. A ― 17 ― AD9233 表9. リファレンス構成のまとめ 選択するモード SENSE電圧 VREF(V) 差動スパン(Vp-p) 外部リファレンス AVDD なし 2×外部リファレンス 内部固定リファレンス VREF 0.5 1.0 プログラマブルなリファレンス 0.2V∼VREF 0.5×(1+R2/R1) (図43を参照) 2×VREF 内部固定リファレンス AGND∼0.2V 1.0 2.0 クロック入力の考慮事項 0 最適な性能を得るために、AD9233のサンプル・クロック入力 (CLK+、CLK−)は差動信号で供給する必要があります。通 常、この信号はトランスまたはコンデンサを介してCLK+ピン およびCLK−ピンにAC結合されます。これらのピンは内部的 にバイアスされていますので(図5を参照)、外部でのバイアス は不要となります。 –0.25 VREF = 1V –0.50 –0.75 クロック入力オプション AD9233はかなり柔軟なクロック入力構造を備えています。ク ロックとしてCMOS、LVDS、LVPECL、サイン波の信号を入 –1.00 力できます。「ジッタに関する考慮事項」に示すように、信号 の種類に関わらず、クロック・ソースのジッタは最も大きな問 題となります。 05492-032 リファレンス電圧誤差(%) VREF = 0.5V –1.25 0.5 0 1.0 1.5 2.0 負荷電流(mA) 図44. 負荷 対 VREF精度 外部リファレンスによる動作 ADCのゲイン精度または熱ドリフト特性を改善するために、外 部リファレンスの使用が必要になることがあります。図45に、 1Vモードと0.5Vモードでの内部リファレンスのドリフト特性 (Typ値)を示します。 図46は、AD9233へのクロック入力に適した方法を示す回路図 です。低ジッタのクロック・ソースは、RFトランスを使ってシ ングルエンド信号から差動信号に変換されます。トランス二次 側の互いに逆向きに接続されたショットキ・ダイオードは、 AD9233に入力されるクロックを約0.8Vp-pの差動に制限しま す。この機能は、クロックの大きな電圧振幅がAD9233の別の 部分に入力されないようにし、低ジッタ性能にとって重要な、 信号の高速立上がり/立下がり時間を維持します。 0.1µF VREF = 0.5V CLOCK 入力 50Ω CLK– 0.1µF 4 図46. 0 20 40 60 温度(℃) 図45. 80 05492-033 –20 ショットキ・ ダイオード HSMS2812 トランス結合差動クロック 低ジッタのクロック・ソースを使用できない場合は、図47に示 すように、差動PECL信号をサンプル・クロック入力ピンにAC 結合することもできます。クロック・ドライバの AD9510/ AD9511/AD9512/AD9513/AD9514/AD9515ファミリーは優れ たジッタ性能を提供します。 2 0 –40 ADC AD9233 0.1µF VREF = 1V 6 CLK+ 100Ω 05492-048 8 Mini-Circuits ADT1‒1WT、1:1Z 0.1µF XFMR VREFドリフト(Typ) 0.1µF SENSEピンをAVDDに接続すると、内部リファレンスがディ スエーブルになり、外部リファレンスを使用できます。内部抵 抗分圧器は、外部リファレンスに対して6kΩの等価負荷になり ます(図11を参照)。また、内部バッファはADCコア用の正と 負のフルスケール・リファレンスを生成します。したがって、 外部リファレンスは1V以下に制限してください。 CLOCK 入力 CLK+ 100Ω AD951x 0.1µF CLOCK 入力 PECLドライバ CLK– 240Ω 50Ω* ADC AD9233 0.1µF CLK 50Ω* 240Ω *50Ωの抵抗はオプション 図47. ― 18 ― 0.1µF CLK 05492-049 リファレンス電圧誤差(mV) 10 差動PECLサンプル・クロック REV. A AD9233 第3 のオプションは、図48 に示すように、差動LVDS 信号をサ ンプル入力クロック・ピンに AC 結合する方法です。クロッ ク・ドライバのAD9510/AD9511/AD9512/AD9513/AD9514/ AD9515ファミリーは優れたジッタ性能を提供します。 0.1µF CLOCK 入力 0.1µF CLK+ CLK 100Ω AD951x 0.1µF CLK– CLK 50Ω* ADC AD9233 0.1µF 05492-050 CLOCK 入力 LVDSドライバ 50Ω* *50Ωの抵抗はオプション 図48. 差動LVDSサンプル・クロック アプリケーションによっては、シングルエンドCMOS信号でサ ンプル・クロック入力を駆動できます。このようなアプリケー ションでは、0.1µFコンデンサでグラウンドに接続されている CLK−ピンをバイパスし、CMOSゲートからCLK+を直接駆 動します。 CLK +入力回路の電源は AVDD ( 1.8V )ですが、 この入力は最大3.6Vまでの入力電圧に耐えられるため、駆動ロ ジック電圧をかなり柔軟に選択できます。1.8VのCMOS信号で CLK+を駆動するときは、並列に接続した0.1µFのコンデンサ と39kΩの抵抗で、CLK−ピンをバイアスしてください(図49 を参照)。 3.3V の CMOS 信号で CLK +を駆動するときは、 39kΩの抵抗は不要です(図50を参照)。 入力の立上がりエッジのジッタは最も大きな問題のひとつで、 内部の安定化回路では低減できません。デューティ・サイクル 制御ループは、通常、 20MHz 未満のクロック・レートでは機 能しません。クロック・レートが動的に変化するアプリケー ションでは、この制御ループの時定数を考慮する必要があり、 動的クロック周波数が増加(または減少)してからDCSループ が入力信号に再ロックされるまでに1.5∼5µsの待ち時間が必要 になります。DCSループがロックされていない間は、ループが バイパスされ、内部デバイスのタイミングは入力クロック信号 のデューティ・サイクルに依存します。このようなアプリケー ションでは、デューティ・サイクル・スタビライザをディス エーブルにしたほうがよい場合があります。それ以外の回路で は、性能を最大化するためにDCS回路をイネーブルにすること を推奨します。 DCS をイネーブル/ディスエーブルにするには、外部ピン・ モードを使用するときにSDIO/DCSピンを設定するか(表10を 参照)、あるいは表13に示すようにSPIを使用します。 表10. モード選択(外部ピン・モード) ピンの電圧 SCLK/DFS SDIO/DCS AGND バイナリ(デフォルト) DCSディスエーブル AVDD 2の補数 DCSイネーブル (デフォルト) ジッタに関する考慮事項 VCC 0.1µF CLOCK 入力 (オプション)0.1µF AD951x CLK+ CMOSドライバ 50Ω* 高速で高分解能のADCは、クロック入力の品質に敏感です。特 定の入力周波数(FIN)でのジッタ(tJ)によるS/N比の低下は、 次式を使って計算できます。 100 Ω 1kΩ 1kΩ ADC AD9233 S/N 比=−20log(2π×FIN×tJ) CLK– 05492-051 39kΩ 0.1µF *50Ωの抵抗はオプション 図49. この式では、アパーチャ・ジッタ実効値(t J)は全ジッタ源の 平均自乗根を表しており、これにはクロック入力、アナログ入 力信号、ADCアパーチャ・ジッタ仕様値が含まれています。図 51に示すように、IFアンダーサンプリング・アプリケーション は特にジッタに敏感です。 シングルエンドの1.8V CMOSサンプル・クロック VCC CLOCK 入力 0.1µF 50 Ω* 1kΩ 1kΩ 100Ω AD951x 0.1µF 70 (オプション) 0.05ps CLK+ CMOSドライバ 0.1µF ADC AD9233 測定された性能 65 0.20ps シングルエンドの3.3V CMOSサンプル・クロック クロック・デューティ・サイクル 通常の高速ADCは、両クロック・エッジを使ってさまざまな内 部タイミング信号を発生させます。そのため、これらのADCは クロック・デューティ・サイクルの変化に対して敏感です。動 的な性能特性を維持するには、一般にクロック・デューティ・ サイクルの変化を±5%以内に抑える必要があります。 AD9233には、デューティ・サイクル・スタビライザ(DCS) が内蔵されており、非サンプリング(立下がり)エッジのタイ ミングを再生して、公称50%のデューティ・サイクルを持つ内 部クロック信号を供給しています。この機能により、AD9233 の性能に悪影響を与えずに、広範囲のデューティ・サイクルを 持つクロック入力を可能にしています。図 31 に示すように、 DCS がオンのときは、ノイズと歪みの性能が広範囲のデュー ティ・サイクルに対してほぼ平坦になります。 REV. A ― 19 ― 0.5ps 55 1.0ps 50 1.50ps 2.00ps 45 2.50ps 3.00ps 40 1 図51. 10 100 入力周波数(MHz) S/N比と入力周波数およびジッタの関係 05492-046 図50. 60 SNR ( dBc) *50Ωの抵抗はオプション 05492-052 CLK– 1000 AD9233 475 250 450 IAVDD 200 電流(mA) 425 電力(mW) 150 400 100 総電力 375 50 350 ADC関連のジッタ性能の詳細については、アプリケーション・ ノート AN-501 『 Aperture Uncertainty and ADC System Performance 』および AN-756 『 Sampled Systems and the Effects of Clock Phase Noise and Jitter』を参照してください。 IDRVDD 325 0 25 50 75 100 05492-034 アパーチャ・ジッタがAD9233のダイナミック・レンジに影響 を与える場合は、クロック入力をアナログ信号として扱う必要 があります。クロック・ドライバの電源はADC出力ドライバの 電源と分離して、クロック信号がデジタル・ノイズから変調を 受けないようにする必要があります。また、クロックから入力 信号への変調(または逆の変調)を防止するために、電源は バッファなどのアナログ入力回路と共用しないようにします。 低ジッタの水晶制御発振器は最適なクロック源です。クロック が別のタイプの信号源(ゲート、分周器など)で生成される場 合は、最終段で元のクロックを使ってタイミングを再生する必 要があります。 0 125 クロック周波数(MSPS) 図52. 消費電力とスタンバイ・モード 図 52 と図 53 に示すように、 AD9233 の消費電力はサンプル・ レートに比例します。デジタル消費電力は、主にデジタル・ド ライバの強さと各出力ビットの負荷によって決まります。 DRVDDの最大電流(IDRVDD)は次のように計算されます。 AD9233-125:電力および電流とクロック周波数 の関係(FIN=30MHz) 410 200 180 390 IAVDD 160 370 120 330 100 総電力 80 310 この最大電流は、各出力ビットが各クロック・サイクルでス イッチングしている状態での値であり、この状態はナイキスト 周波数(fCLK/2 )のフルスケール方形波が入力された場合にの み発生します。実際には、DRVDD電流はスイッチングする出 力ビット数の平均値を使って計算され、この平均値はサンプ ル・レートとアナログ入力信号特性により決定されます。出力 ドライバに与えられる容量性負荷を軽減することで、デジタル 消費電力を最小限に抑えることができます。 60 290 40 20 IDRVDD 250 5 30 55 80 0 105 05492-082 270 クロック周波数(MSPS) 図53. 図52と図53で使用したデータは、各出力ドライバに5pFの負荷 を接続して取得した「代表的な性能特性」の各図における動作 条件と同じ条件に基づいています。 AD9233-105:電力および電流とクロック周波数 の関係(FIN=30MHz) 290 150 電力(mW) IAVDD 275 120 260 90 総電力 245 60 230 電流(mA) ここで、Nは出力ビット数で、AD9233の場合は12です。 350 電流(mA) 140 fCLK ×N 2 電力(mW) 30 IDRVDD 215 0 20 40 60 0 80 クロック周波数(MSPS) 図54. ― 20 ― 05492-093 IDRVDD=VDRVDD×CLOAD× AD9233-80:電力および電流とクロック周波数 の関係(FIN=30MHz) REV. A AD9233 スタンバイ・モード SPI ポート・インターフェースを使用するときは、 ADC をパ ワーダウン・モードまたはスタンバイ・モードにできます。ス タンバイ・モードでは、高速ウェイクアップが必要なときのた めに内部リファレンス回路を駆動状態にしておくことができま す。詳細については、「メモリマップ」を参照してください。 の出力電圧に対応するデータ出力とともに更新されるデジタル 出力です。したがって、 OR にはデジタル・データと同じパイ プライン遅延があります。 OR データ出力 1 1111 1111 1111 0 1111 1111 1111 0 1111 1111 1110 +FS – 1 LSB OR –FS + 1/2 LSB 0 0 1 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 –FS –FS – 1/2 LSB 図55. 入力電圧および出力データとORの関係 MSB AD9233の出力ドライバは、DRVDDとインターフェース・ロ ジックのデジタル電源を一致させることにより、1.8∼3.3Vの 出力データ形式は、外部ピン・モード時にCLK/DFS ピンを設 定することでオフセット・バイナリまたは2 の補数を選択でき ます(表10を参照)。『Interfacing to High Speed ADCs via SPI User Manual』に詳述するように、SPIコントロールの使用中は オフセット・バイナリ、2 の補数、グレーコードのいずれかを 選択できます。 +FS +FS – 1/2 LSB 図55に示すように、ORはアナログ入力電圧がアナログ入力レ ンジ内にあるときはローレベルであり、アナログ入力電圧が入 力レンジを越えるとハイレベルになります。 OR は、アナログ 入力が入力レンジ内に戻って別の変換が終了するまでハイレベ ルを維持します。MSBおよびその補数とORビットのANDをと ることで、オーバーレンジ・ハイ状態とアンダーレンジ・ロー 状態を検出できます。表 11 は、図 56 の NAND ゲートを使用す るオーバーレンジ/アンダーレンジ回路の真理値表です。 デジタル出力 ロジック・ファミリーとインターフェースするように設定でき ます。出力ドライバのサイズは、さまざまなロジック・ファミ リーを駆動するために十分な出力電流を提供するように設計さ れています。ただし、大きな駆動電流は電源にグリッチを生じ させる傾向を持つため、コンバータ性能に影響を与えることが あります。ADCにより大きな容量性負荷または大きなファンア ウトを駆動する必要があるアプリケーションでは、外付けバッ ファまたはラッチが必要となることがあります。 05492-041 パワーダウン・モードでは、リファレンス、リファレンス・ バッファ、バイアス回路をシャットダウンすることにより低消 費電力を実現します。パワーダウン・モードに入るとき、 REFT とREFB に接続するデカップリング・コンデンサが放電 し、通常動作に戻るときにこれらを再充電する必要があります。 そのため、ウェイクアップ時間はパワーダウン・モードになっ ていた時間によって異なり、パワーダウン・サイクルが短いほ どウェイクアップ時間が短くなります。 REFT と REFB に推奨 の0.1µFデカップリング・コンデンサを接続した場合、リファ レンス・バッファ・デカップリング・コンデンサの放電には約 0.25msを要し、フル動作に戻るには0.35msを要します。 アウト・オブ・レンジ(OR)状態 アナログ入力電圧が ADC の入力レンジを越えるとアウト・オ ブ・レンジ状態になります。 OR は、サンプリングされた特定 オーバーレンジ=1 OR アンダーレンジ=1 MSB 図56. 表11. 05492-045 パワーダウン・モード PDWNピンをハイレベルにすると、AD9233はパワーダウン・ モードになります。この状態では、 ADC の消費電力は 1.8mA (Typ)となります。パワーダウンの間、出力ドライバは高イン ピーダンス状態になります。PDWNピンをローレベルにすると、 AD9233は通常の動作モードに戻ります。PDWNは1.8Vおよび 3.3Vの両者を許容します。 オーバーレンジ/アンダーレンジ・ロジック オーバーレンジ/アンダーレンジ回路の真理値表 OR MSB アナログ入力: 0 0 レンジ内 0 1 レンジ内 1 0 アンダーレンジ 1 1 オーバーレンジ デジタル出力イネーブル機能(OEB) AD9233にはスリーステート機能があります。OEBピンがロー のときは、出力データ・ドライバはイネーブルとなります。 OEBピンがハイのときは、出力データ・ドライバは高インピー ダンス状態となります。これはデータ・バスへの迅速なアクセ スを意図したものではありません。OEBはデジタル電源 ( DRVDD )を基準にしており、その電源電圧を上回らないこ とが必要です。 表12. 出力データ形式 状態(V) バイナリ出力モード 2の補数モード VIN+−VIN−<−VREF−0.5LSB 0000 0000 0000 1000 0000 0000 グレーコード・モード (SPIからアクセス可能) 1100 0000 0000 OR 1 VIN+−VIN−=−VREF 0000 0000 0000 1000 0000 0000 1100 0000 0000 0 VIN+−VIN−=0 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0 VIN+−VIN−=+VREF−1.0LSB 1111 1111 1111 0111 1111 1111 1000 0000 0000 0 VIN+−VIN−>+VREF−0.5LSB 1111 1111 1111 0111 1111 1111 1000 0000 0000 1 REV. A ― 21 ― AD9233 タイミング AD9233の最小変換レート(typ値)は10MSPSです。10MSPS より低いクロック・レートでは、ダイナミック性能が低下する ことがあります。 AD9233は、12クロック・サイクルのパイプライン遅延を持つ データ・クロック出力(DCO) AD9233は、外部レジスタのデータを取得するためのデータ・ クロック出力(DCO)を提供します。データ出力はDCOの立 上がりエッジで有効となります。タイミングについては、図2 を参照してください。 ラッチされたデータを出力します。データ出力は、クロック信 号の立上がりエッジ後の1伝搬遅延(tPD)で有効になります。 出力データ・ラインの長さとそのラインに接続された負荷は最 小にし、AD9233内部での過渡電圧を抑えてください。これら の過渡電圧はコンバータのダイナミック性能を低下させること があります。 ― 22 ― REV. A AD9233 シリアル・ポート・インター フェース(SPI) AD9233のSPIでは、ADC内部の構造化されたレジスタ空間を 使ってコンバータの特定の機能や動作を設定できます。SPIは、 アプリケーションに対応したフレキシビリティやカスタマイズ 機能を提供します。アドレスにはシリアル・ポートからアクセ スでき、そのポートを介して書込みや読出しを行うことができ ます。「メモリマップ」に示すように、メモリはバイト単位で 構成されており、各フィールドに分割されています。動作の詳 細については、『Interfacing to High Speed ADCs via SPI User Manual』を参照してください。 SPIによる設定 表13に示すように、3本のピンでこのADCのSPIを定義します。 SCLK/DFSピンは、ADCに対するデータの書込み/読出しの 同期をとります。二重目的のSDIO/DCSピンでは、内蔵された ADCのメモリマップ・レジスタからデータを送信または読出し できます。CSBはアクティブ・ロー制御ピンであり、読出し/ 書込みサイクルをイネーブルまたはディスエーブルできます。 表13. 機能 SCLK/DFS SCLK(シリアル・クロック)はシリア ル・シフト・クロック入力です。シリア ル・インターフェースによる読出し/書込 みを同期化します。 SDIO/DCS 表14. SDIO(シリアル・データ入出力)は、二 重の目的を持つピンです。このピンの主な 役割は、タイミング・フレーム内の相対的 な位置と送信される命令に基づいた入力お よび出力です。 SPIタイミング図の仕様 名前 説明 tDS データからSCLKの立上がりエッジまでのセット アップ時間 tDH データからSCLKの立上がりエッジまでのホールド 時間 tCLK クロック周期 tS CSBからSCLKまでのセットアップ時間 tH CSBからSCLKまでのホールド時間 tHI SCLKのロジック・ハイ状態の最小時間 tLO SCLKのロジック・ロー状態の最小時間 ハードウェア・インターフェース 表 13 に示したピンは、ユーザのプログラミング・デバイスと AD9233のシリアル・ポート間の物理的なインターフェースを 構成しています。 SPI インターフェースの使用中は、 SCLK ピ ンとCSBピンは入力として機能します。SDIOピンは双方向で、 書込み中は入力として、読出し中は出力として機能します。 CBS(チップ選択バー)は、読出し/書込 みサイクルをゲートするアクティブ・ロー 制御ピンです。 フレーミングの開始は、CSBの立下がりエッジとSCLKの立上 がりエッジで決まります。図57と表14は、シリアル・タイミン グとその定義を示します。 CSBを使って他のモードも使用できます。CSBを常にローレベ ルに保持すれば、AD9246を常時イネーブル(ストリーミング といいます)にできます。CSBはバイト間でハイレベルを維持 して、外部のタイミングを追加できるようにします。パワー アップ時にCSBをハイレベルに固定すると、SPI機能は高イン ピーダンス・モードになります。このモードは、SPIピンの二 次機能をすべてオンにします。CSBをパワーアップ時にハイレ ベルにし、その後ローレベルにしてSPIを起動させると、デバ イスの電源を入れ直さない限りSPIピンの二次機能は使用でき ません。 16 ビット命令は命令フェーズで送信されます。データは命令 フェーズに追従して送信され、データ長はW0ビットとW1ビッ トによって決まります。データはすべて8 ビット・ワードから 構成されています。シリアル・データの各バイトの先頭ビット は、読出しまたは書込みのどちらのコマンドが発行されている かを示します。この機能により、シリアル・データ入出力 (SDIO)ピンはデータの方向を入力から出力へと変更します。 REV. A データは、 MSB ファースト・モードまたは LSB ファースト・ モードで実行できます。パワーアップ時のデフォルトは MSB ファーストですが、このモードは設定レジスタで変更できます。 詳細については、『Interfacing to High Speed ADCs via SPI User Manual』を参照してください。 SPIピン ピン名 CSB ワード長以外に、命令フェーズではシリアル・フレームの読出 し動作または書込み動作を指定でき、シリアル・ポートを使用 したチップのプログラミングまたはオンチップ・メモリの内容 の読出しを行うことができます。命令が読出しの場合には、動 作を実行すると、シリアル・データ入出力(SDIO )ピンがシ リアル・フレームの適当な位置で処理方向を入力から出力に変 更します。 SPIインターフェースは、PROMでもPICマイクロコントロー ラでも制御できるフレキシビリティを備えています。ユーザは いずれかの方法を用いてADCをプログラミングできます。その うちの1つについて、アプリケーション・ノートAN-812で詳し く説明しています。 SPIインターフェースを使用しないときは、一部のピンが2つの 機能を提供します。デバイスのパワーオン中にAVDDまたはグ ラウンドに接続すると、そのピンは特定の機能に関連付けられ ます。 SPIなしの設定 SPI制御レジスタにインターフェースしないアプリケーション では、SDIO/DCSピンとSCLK/DFSピンは、独立したCMOS互 換の制御ピンとして機能します。 CSB チップ・セレクトを AVDDに接続してデバイスをパワーアップすると、シリアル・ ポート・インターフェースがディスエーブルになります。この モードでは、出力データ形式用のスタティック・コントロー ル・ラインおよびデューティ・サイクル・スタビライザとして 使用されることを想定しています(表10を参照)。詳細につい ては、『Interfacing to High Speed ADCs via SPI User Manual』 を参照してください。 ― 23 ― AD9233 メモリマップ メモリマップ・テーブルの読出し ロジック・レベル メモリマップ・テーブルの各行には8 つのアドレス位置があり ます。メモリマップは、大まかに3 つのセクション(チップ設 定レジスタ・マップ(アドレス0x00∼0x02)、デバイス・イン デックス&転送レジスタ・マップ(アドレス0xFF)、ADC機能 マップ(アドレス0x08∼0x18))に分かれています。 以下にレジスタ関連の表現について説明します。 表15のメモリマップ・レジスタは、最初の列にレジスタ・アド レス値を16進値で示しています。最後の列には、各16進数アド レスのデフォルト値を示しています。デフォルトの16進値は、 ビット7(MSB)の列から始まります。例えば16進数アドレス 0x14はoutput_modeで、そのデフォルト値は0x00です。このデ フォルト値は、出力データ・フォーマットはオフセット・バイ ナリ(bit0,1=00)、出力データ反転は非反転(bit2=0)、出力 ディセーブルはイネーブル(bit4=0)で、そして出力ドライバ 構成はDRVDD=2.5V∼3.3V(bit6,7=00)の設定となってい ます。この機能の詳細については、『Interfacing to High Speed ADCs via SPI User Manual』を参照してください。 オープン位置 オープンと記載されている位置は、現在このデバイスでは対応 していません。必要に応じて0 を書き込んでください。アドレ ス位置の一部がオープンの場合にのみ書き込みます(アドレス 0x14など)。アドレス位置全体がオープンの場合は(アドレス 0x13)、書き込む必要はありません。 デフォルト値 リセットを終了すると、レジスタにはデフォルト値がロードさ れます。レジスタのデフォルト値を表15に示します。 tDS tS tHI tDH • 「ビットを設定する」は、「ビットをロジック1に設定する」 「ビットにロジック1を書き込む」と同義です。 • 「ビットをクリアする」は、「ビットをロジック 0 に設定す る」「ビットにロジック0を書き込む」と同義です。 SPIからアクセスできる機能 SPIを通してアクセスできる機能を簡単に説明します。これら の機能の詳細については、『Interfacing to High Speed ADCs via SPI User Manual』を参照してください。 • モード:パワーダウン・モードまたはスタンバイ・モード を設定します。 • クロック:SPIを介してDCSにアクセスします。 • オフセット:コンバータ・オフセットをデジタル的に調整 します。 • テストI/O:テスト・モードを設定して、出力ビットに関す る既知のデータを取得します。 • 出力モード:出力を設定し、出力ドライバ強度を変更しま す。 • 出力フェーズ:出力クロックの極性を設定します。 • VREF:リファレンス電圧を設定します。 tCLK tH tLO CSB SCLK ドント・ケア ドント・ケア ドント・ケア 05492-053 SDIO ドント・ケア 図57. シリアル・ポート・インターフェースのタイミング図 ― 24 ― REV. A AD9233 表15. メモリマップ・レジスタ アドレス (Hex) パラメータ名 ビット7 (MSB) ビット6 ビット5 ビット4 ビット3 ビット2 ビット1 ビット0 (LSB) デフォルト デフォルトに 値(Hex) 関する注記 チップ設定レジスタ 00 chip_port_config 0 LSB ソフト・ 1 ファースト リセット 0=オフ 0=オフ (デフォルト)(デフォルト) 1=オン 1=オン 1 ソフト・ LSB 0 リセット ファースト 0=オフ 0=オフ (デフォルト)(デフォルト) 1=オン 1=オン 0x18 ニブルはミ ラーリングす る必要があり ます。 『Interfacing to High Speed ADCs via SPI User Manual』 を参照。 01 chip_id 02 chip_grade 読出し専用 デフォルトは デバイスごと に異なる一意 のチップIDで す。 8ビットのチップIDビット7:0 (AD9233=0x00)、(デフォルト) オープン オープン オープン オープン オープン オープン 読出し専用 子IDで速度グ レードを区別 します。 オープン オープン オープン オープン SW転送 オープン 子ID 0=125 MSPS、 1=105 MSPS デバイス・インデックス/転送レジスタ FF device_update オープン オープン オープン PDWN 0―フル 1― 0x00 データをマス タ・シフト・ レジスタから スレーブに同 期的に転送し ます。 0x00 チップ動作の 各種の汎用 モードを指定 します。「消費 電力」、「スタ ンバイ・モー ド」、「SPIから アクセスでき る機能」を参 照。 デューティ・ 0x00 サイクル・ スタビライザ 0― ディスエーブル 1― イネーブル 「クロック・ デューティ・ サイクル」お よび「SPIから アクセスでき る機能」を参 照。 グローバルADC機能 08 モード オープン オープン オープン オープン 内部パワーダウン・モード 000―標準(パワーアップ) 001―フルパワーダウン 010―スタンバイ スタンバイ 011―標準(パワーアップ) 注:外部PWDNピンは この設定に優先します。 09 クロック オープン オープン オープン オープン オープン オープン オープン フレキシブルなADC機能 10 offset オフセット(LSB) +7 3/4 +7 1/2 +7 1/4 デジタル・オフセット調整 011111 011110 011101 … 000010 000001 000000 111111 111110 111101 ... 100001 100000 REV. A +1/2 +1/4 0 −1/4 −1/2 −3/4 −7 3/4 −8 ― 25 ― 0x00 コンバータに 固有のオフ セットが調整 可能。「SPIか らアクセスで きる機能」を 参照。 AD9233 アドレス (Hex) 00 14 パラメータ名 ビット7 (MSB) ビット6 ビット5 ビット4 PN23 0= PN9 0= 標準 1= リセット 標準 1= リセット オープン 出力 オープン 出力 ディス データの エーブル 反転 1―ディス 1=反転 エーブル 0―イネー ブル1 オープン オープン オープン オープン オープン 内部リファレンス 抵抗分圧器 00―VREF=1.25V 01―VREF=1.5V 10―VREF=1.75V 11―VREF=2.00V オープン オープン オープン オープン test_io output_mode 出力ドライバ設定 00―DRVDD=3.3V 10―DRVDD=1.8V 16 output_phase DCOの ビット3 ビット2 ビット1 ビット0 (LSB) デフォルト デフォルトに 値(Hex) 関する注記 グローバル出力テスト・オプション 0x00 000―オフ 001―ミッドスケール・ショート 010―+FSショート 011―−FSショート 100―チェッカ・ボード出力 101―PN23シーケンス 110―PN 9 111―1ワード/ゼロ・ワードのトグル 1 VREF High Speed ADCs via SPI User Manual』 を参照。 0x00 出力、データ 形式、出力ド ライバ構成を 設定します。 オープン オープン 0x00 「SPIからアク セスできる機 能」を参照。 オープン オープン 0xC0 「SPIからアク セスできる機 能」を参照。 データ形式の選択 00―オフセット・ バイナリ (デフォルト) 01―2の補数 10―グレーコード 極性 1=反転 0=標準 18 『Interfacing to 外部出力イネーブル(OEB)ピンはハイレベル。 ― 26 ― REV. A AD9233 レイアウトのポイント 電源とグラウンドに関する推奨事項 05492-054 電源をAD9233に接続するときは、独立した2つの電源の使用を 推奨します。 1 つはアナログ( AVDD 、公称電圧 1.8V )用で、 もう1つはデジタル(DRVDD、公称電圧1.8∼3.3V)用です。 1.8Vの単電源しか使用できない場合は、最初にAVDDに接続し、 次にデカップリング・コンデンサとフェライト・ビーズまたは フィルタ・チョークでそれを分岐・分離してから、DRVDDへ の接続を行います。ユーザは、複数の異なるデカップリング・ コンデンサを使用して高周波と低周波の両方に対応させます。 これらのコンポーネントは、PCボード・レベルのエントリポイ ントの側と最小パターン長のパーツの側に配置します。 シルクスクリーン・パーティション 1番ピン識別マーク 図58. PCボード・レイアウトの例 CML AD9233を使用するときは、1つのPCボード・グラウンド・プ 図38に示すように、CMLピンは0.1µFコンデンサでグラウンド にデカップリングします。 レーンで対応できるようにします。ボードのアナログ、デジタ ル、クロック部を適切に分離しデカップリングすることにより、 最適な性能を簡単に実現できます。 RBIAS 露出パドルの放熱板に関する推奨事項 AD9233で最高の電気的/熱的性能を実現するには、ADC底部 の露出パドルをアナログ・グラウンド(AGND)に接続する必 要があります。PCボード上で露出している連続した銅プレーン は、 AD9233 の露出パドル( 0 番ピン)に接続します。また、 PCボード底部の放熱経路の熱抵抗をできる限り小さくするため に、銅プレーンに複数のビアを設けます。これらのビアにはハ ンダを充填します。 ADCとPCボード間の適用範囲と接合を最大化するために、シ ルクスクリーンを使用してPCボード上の連続したプレーンを複 数の均一なセクションに区分します。このようにすると、リフ ロー処理中にADCとPCボード間に複数の接続ポイントが提供 されます。パーティションのない1 つの連続したプレーンを使 用した場合は、ADCとPCボード間で1つの接続ポイントしか保 証されません。 PC ボードのレイアウトの例は、図 58 を参照し てください。パッケージングとチップ・スケール・パッケージ の PC ボード・レイアウトの詳細については、アプリケーショ ン・ノートAN-772『A Design and Manufacturing Guide for the Lead Frame Chip Scale Package (LFCSP)』を参照してくだ さい。 REV. A AD9233では、RBIASピンとグラウンドの間に10kΩの抵抗を 接続してください。このRBIAS抵抗でADCコアのマスタ電流 リファレンスを設定します。RBIASは少なくとも1%の許容誤 差が必要です。 リファレンス・デカップリング VREF ピンは、並列に接続した低ESR の1.0µF コンデンサと低 ESRの0.1µFセラミック・コンデンサで外部的にグラウンドに デカップリングする必要があります。リファレンスの設定では、 REFT とREFB は内部リファレンス・バッファによるノイズを 減らすためのバイパス点となります。REFT/REFBは、外部の 0.1µF セラミック・コンデンサに接続することを推奨します。 このコンデンサは必須ではありませんが、使用しない場合S/N 比性能は0.1dB前後低下します。リファレンス・デカップリン グ・コンデンサはすべて、最小パターン長でできる限りADCの 近くに配置します。 ― 27 ― AD9233 評価用ボード AVDD_DUTおよびDRVDD_DUTの1Aの電流能力には最低1 個の1.8V電源が必要ですが、アナログ用とデジタル用に独立し AD9233評価用ボードは、さまざまなモードや設定でADCを動 作させるためのあらゆる回路を提供します。コンバータは、ダ ブル・バラン構成(デフォルト)またはAD8352差動ドライバ により、差動で駆動できます。ADCは、シングルエンドでも駆 動できます。DUTをAD8532駆動回路から分離するために独立 した電源ピンが用意されています。各入力構成は、さまざまな コンポーネントを適切に接続することで選択できます。図59に、 AD9233のAC性能を評価する場合の代表的なベンチ特性の設定 を示します。 た電源を使用することを推奨します。 AD8352オプションを使って評価用ボードを使用するには、独 立した5.0Vのアナログ電源が必要です。この5.0V電源 (AMP_VDD)には、1Aの電流能力が必要です。代替のSPIオ プションを使って評価用ボードを操作するには、さらに3.3Vの アナログ電源が必要となります。この3.3V電源(ADDD_3.3V) にも1Aの電流能力が必要です。これらの電源はハンダ・ジャン パJ501、J502、J505で接続できます。詳細については、図64を コンバータの最適な性能を得るには、アナログ入力やクロック の信号源に位相ノイズが非常に小さい(1ps未満のrmsジッタ) ものを使うことが非常に重要です。仕様規定のノイズ性能を得 るには、アナログ入力信号を適切にフィルタリングして高調波 を除去し、入力での総合(ブロードバンド)ノイズを小さくす ることも必要です。 参照してください。 入力信号 クロックおよびアナログ・ソースを接続するときは、Rohde & Schwarz SMHU、Agilent HP8644またはこれと同等の、低位 相ノイズのクリーンな信号を得られる信号発生器を使用しま す。評価用ボードへの接続には、長さ 1m のシールドされた 50Ωの同軸ケーブル(RG-58)を使用します。ADCに必要な周 波数と振幅を入力してください。通常、アナログ・デバイセズ のほとんどの評価用ボードは、クロック用として約2.8Vp-pま たは13dBmのサイン波を入力できます。アナログ入力ソースを 接続するときは、50Ωの終端を接続したナローバンドの多極バ ンドパス・フィルタの使用を推奨します。アナログ・デバイセ ズでは、TTE®、Allen Avionics、K&L®タイプのバンドパス・ フィルタを使用しています。可能であれば、フィルタを評価用 ボードに直接接続してください。 図60∼図70の回路図とレイアウト図には、システム・レベルで 適用する配線方法とグラウンディング方法を示します。 電源 この評価用ボードは、壁面取付け可能なスイッチング電源を備 え、6V、2Aの最大出力を提供します。電源コードは定格電圧 100∼240V(47∼63Hz)のコンセントに差し込み、もう一方 の内径 2.1mm のジャック( P500 )は PC ボードに接続します。 PCボード上では、6V電源がヒューズで保護され調整された後、 5個の低ドロップアウト・リニア・レギュレータに接続されま す。レギュレータは、ボードの各セクションに適正なバイアス を与えます。評価用ボードをデフォルト以外の状態で使用する ときは、L501、L503、L504、L508、L509を外してスイッチ ング電源を切断し、ボードの各セクションに個別にバイアスを 与えることができます。P501を使ってセクションごとに異なる 電源を接続してください。 出力信号 パラレルCMOS出力は、アナログ・デバイセズの1チャンネル FIFOデータ・キャプチャ・ボード(HSC-ADC-EVALB-SC) と直接インターフェースします。 FIFO ボードとその設定(オ プション)については、www.analog.com/FIFOをご覧くださ い。 壁のコンセント AC100∼240V 47∼63Hz DC6V、 2A(Max) 3.3V + – + – + V DL GND AV DD_ 3.3V G ND V CC 3.3V – GND 3.3V + DRV DD_ DUT G ND 2.5V – GND – A MP_ V DD 1.8V + + G ND 5.0V – バンドパス・ フィルタ AIN AD9233 評価用ボード ROHDE & SCHWARZ SMHU 2Vp-p信号シンセサイザ CLK 12 ビット・ パラレル CMOS SPI 図59. HSC-ADC-EVALB-SC FIFO データ・ キャプチャ・ ボード ADC アナライザ および SPI ユーザ・ ソフトウェア を実行して いる PC USB接続 SPI SPI 05492-084 ROHDE & SCHWARZ SMHU 2Vp-p信号シンセサイザ AV DD_ DUT スイッチング 電源 評価用ボードの接続 ― 28 ― REV. A AD9233 デフォルトの動作とジャンパ選択の設定 SCLK/DFS AD9233評価用ボードRev.Aに関するデフォルト、オプション SPIポートが外部ピン・モードの場合は、SCLK/DFSピンで出 力のデータ形式を設定します。このピンはフロート状態のまま であれば、内部でプルダウンされ、デフォルト状態がバイナリ に設定されます。JP2の2番ピンと3番ピンを接続すると、デー タ形式が 2 の補数に設定されます。 SPI ポートがシリアル・ピ ン・モードの場合に JP2 の 1 番ピンと 2 番ピンを接続すると、 SCLK ピンがオンボードのSPI 回路に接続されます。詳細につ いては、「シリアル・ポート・インターフェース(SPI)」を参 照してください。 の設定またはモードを以下に示します。 電源 評価キットに付属のスイッチング電源は、一方のコードを定格 電圧AC100∼240V(47∼63Hz)のコンセントに差し込み、も う一方のジャック(P500)をPCボードに差し込みます。 VIN 評価用ボードは、ダブル・バラン構成のアナログ入力用にセッ トアップされ、70MHzで最適な50Ωインピーダンス・マッチン グが行われます。帯域幅応答を増やすには、アナログ入力の差 動コンデンサを変更または削除します(表8を参照)。アナログ 入力の同相は、ADCのCMLピンを介してトランスの中央タッ プから生成されます。詳細については、「アナログ入力に関す る考慮事項」を参照してください。 VREF VREFを1.0Vに設定するには、SENSEピンからJP507(1番ピ ン、2番ピン)を介してグラウンドに接続します。これでADC は2.0Vp-pのフルスケール範囲で動作します。評価用ボードに は、独立した外部リファレンス・オプションも付属しています。 2番ピンと3番ピン間でJP507を接続し、さらにJP501を接続し、 E500で外部リファレンスを接続します。VREFオプションの適 正な使用法については、「電圧リファレンス」で詳述していま す。 RBIAS RBIASとグラウンド間に10kΩ(R503)を接続し、このピンで ADCコアのバイアス電流を設定します。 クロック デフォルトのクロック入力回路は、クロック・パスにわずかな ジッタを与える広帯域インピーダンス1:1トランス(T503)を 用いた単純なトランス結合回路から派生したものです。クロッ ク入力は 50Ω で終端され、 AC 結合されて、シングルエンド・ サイン波入力を処理します。トランスは、シングルエンド入力 を、ADCクロックを入力する前にクリップされる差動信号に変 換します。 PDWN パワーダウン機能をイネーブルし、JP506を接続して、PDWN ピンをAVDDに短絡させます。 CSB CSBピンは内部でプルアップされ、チップを外部ピン・モード に設定し、SDIO およびSCLK の情報を無視します。CSB ピン のコントロールを評価用ボードのSPI回路に接続するには、JP1 の1番ピンおよび2番ピンを接続してください。チップをシリア ル・ピン・モードにし、SDIOピンとSCLKピンのSPI情報を有 効にするには、常時イネーブル・モードでJP1をローに固定し ます(2番ピンと3番ピンを接続します)。 REV. A SDIO/DCS SPI ポートが外部ピン・モードの場合は、 SDIO/DCS ピンに よってデューティ・サイクル・スタビライザが設定されます。 このピンはフロート状態のままであれば、内部でプルダウンさ れ、デフォルト状態がDCSイネーブルに設定されます。DCSを ディスエーブルにするには、JP3の2番ピンと3番ピンを接続し ます。SPIポートがシリアル・ピン・モードの場合にJP3の1番 ピンと2番ピンを接続すると、SDIOピンがオンボードのSPI回 路に接続されます。詳細については、「シリアル・ポート・イ ンターフェース(SPI)」を参照してください。 その他のクロック設定 差動LVPECL クロックを使用して、AD9516 (U500 )を使っ てADC入力を駆動することもできます。この駆動オプションを 使用するときは、表16に示すコンポーネントを追加する必要が あります。詳細については、AD9515のデータシートをご覧く ださい。 デフォルトのトランス・オプションの代わりにAD9515を駆動 するためにアナログ入力を設定するには、下記のようにコン ポーネントを適宜追加、削除、変更する必要があります。 • デフォルトのクロック経路でR507、R508、C532、C533を 削除します。 • デフォルトのクロック経路に0Ω抵抗のR505とC531を追加 します。 • R511、R512、R513、R515∼R524、U500、R580、R582、 R583、R584、C536、C537、C586を追加します。 発振器を使用する場合は、2 つの発振器フットプリント・オプ ション(OSC500)を使用してADCの性能をチェックすること もできます。JP508を適用すれば、ほとんどの発振器に共通す るイネーブル・ピンを柔軟に使用できます。このオプションを 使用する場合は、 OSC500 、 R575 、 R587 、 R588 を追加しま す。 ― 29 ― AD9233 その他のアナログ入力駆動設定 ここでは、AD8352を使用したその他のアナログ入力駆動設定 を簡単に説明します。この特殊な駆動オプションを使用する場 合は、表16に記載する特定のコンポーネントを追加する必要が あります。AD8352差動ドライバの動作原理やオプション・ピ ンの設定など、詳細については、AD8352のデータシートをご 覧ください。 デフォルトのトランス・オプションの代わりにAD8352を駆動 するためにアナログ入力を設定するには、下記のようにコン ポーネントを適宜追加、削除、または変更する必要がありま す。 • デフォルトのアナログ入力経路でC1とC2を削除します。 • 200Ω抵抗のR3とR4を追加します。 • オプションのアンプ入力経路に、R594、R595、C502を除 くすべてのコンポーネントを追加します。入力経路を終端 させるために追加するコンポーネントは、これら( R9 、 R592、R590、R591)のうちの1つのみとします。 • アナログ入力経路で5pFのコンデンサC529を追加します。 現在は、信号接続のために0ΩのR561とR562が追加されていま す。この領域では、条件が追加された場合にフィルタを設計で きます。 ― 30 ― REV. A 図60. S5 0 4 ― 31 ― 評価用ボードの回路図(DUTアナログ入力) DNI A m pi n/ S5 0 5 DNI R8 DNI R 502 50 D NI GN D; 3,4,5 SMA 200U P R7 DN I R 560 0 2 R C0 603 2 R C06 03 C528 0.1U F C3 DN I CML R2 0 RC 0402 R6 D NI R C 040 2 R 11 0 DN I R9 D NI 1 1 R C 060 3 2 R 12 D NI 0 R C 060 3 2 R 10 0 D NI C4 0 C5 0 C 509 .1UF T 500 S 4 5 3 T1 DNI 4 6 5 2 P T 502 DNI ETC1-1-13 P 1 4 5 S 3 2 1 1 3 2 アンプ(AD8352)の場合: オプションのアンプ入力コンポーネントをすべて実装します。 R590/R591、R9、R592は同時に1つしか実装できません。 C1、C2を削除します。 R3=R4=200℃に設定します。 DNI DNI T502を使用するときは、T500、T5001を削除します。 C1、C2を0℃の抵抗に置き換えます。 R3、R4を削除し、R6、R502を追加します。 1 1 GN D; 3,4,5 SMA 200U P GND; 3,4,5 RC060 3 A m pi n A in/ GND; 3,4,5 SMA E D GE S 503 A in S MA E DGE CC0402 CC0402 S500 RC060 3 CC0402 C ML R C04 02 R 590 25 DNI R 591 25 DN I R1 DNI RC0402 S T 501 P 5 C500 .1U F D NI R5 0 C2 .1UF A MPO UT - R 565 DNI A MPO UT + R 597 4.3K DNI R 596 0 D NI 2 1 R DP V IP 4 V IN R DN 5 16 2 15 6 14 13 7 GND V ON A MPV DD 8 GND V OP V CC A D8352 DNI U511 V CM A MPV DD =GND; 17 GND V CC 信号 E NB 3 ディスエーブル R 594 10K DNI J500 イネーブル 1 R GP R 598 100 R GN D NI 3 A MPV DD C501 0.3PF DN I R 593 0 D NI R4 25 R3 25 C510 .1UF R C 0402 R 571 0 9 10 11 12 R 595 10K DNI オプションのアンプ入力 R1を使用するときは、R3、R4、R6を削除します。 R5を0.1µFのコンデンサに置き換えます。 C1、C2を0Ωの抵抗に置き換えます。 3 ETC1-1-13 4 C503 .1U F DNI R 592 DNI 1 2 C1 .1UF RC040 2 CC0402 RC0402 REV. A R C040 2 R C040 2 RC0402 R53 6 R535 C502 .1U F D NI R 562 0 CML R 561 0 HSMS281 2 0 0 D500 DN I R 567 33 R C04 02 DNI R C04 02 DNI 1 3 V IN+ R 574 DNI R 566 33 RC0402 C 505 .1U F D NI C 504 .1U F D NI DU T A V DD 2 R C04 02 R C04 02 R 563 DNI 1 3 V IN - A MPOUT - 2 V IN- V IN+ DUT A V D D C 529 20PF D501 DNI CC 0402 A MPO UT + HSMS281 2 RC040 2 05492-058 ダブル・バラン/XFMR入力 AD9233 回路図 RC060 3 RC060 3 図61. C 55 6 0.1UF CML ― 32 ― T P 5 00 T P 504 E 500 48 47 CC0 4 0 2 EXT_VREF 45 D0 46 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 DC O J P 502 DN I D1 CLK CL K J P 50 6 DNI V IN- V IN+ CC0 4 0 2 C 55 4 0.1UF V RE F S E NS E DUT DR V DD DUT A V DD CC0 6 0 3 R 503 10K RC060 3 チップの角 A V DD A G ND A V DD A G ND CSB SCL K/DF S SDIO/DCS DRV DD DRGND OR ( MSB) D11 D10 C 5 55 0.1UF DN I J P 501 CC0 8 0 5 DN I J P 500 3 C 553 1.0UF D UT A V D D 2 J P 50 7 1 R 0402 DNI R 501 V RE F R 0402 DNI R 500 SENSE A D9233 L F CS P D9 A G ND D8 CL K+ EPA D CL KD7 A V DD D6 DRV DD A GND A V DD DRGND D5 OE B D4 DCO D3 NC U 5 1 0 D2 NC D1 DRGND ( L SB) D0 DRV DD SENSE V RE F RE F B RE F T A GND V IN+ V IN– A GND A V DD CML R B IA S PDWN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D 10 D 11 D 12 D 13 14 13 DOR T P 502 T P 5 01 T P 5 03 DUT DR V DD DUT A V DD 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 8 10 9 9 R P 500 22 R P 50 1 2 2 R P 50 1 22 R P 50 2 22 1 7 8 8 DCO D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D 12 D13 DOR 7 6 5 16 15 14 13 12 11 16 15 14 13 12 11 10 R P 50 0 22 R P 50 0 22 R P 50 0 22 R P 501 22 R P 501 22 R P 501 22 R P 501 22 R P 501 22 R P 501 22 R P502 22 R P 502 22 R P 502 22 R P 502 22 R P 502 22 R P 502 22 R P 502 22 C SB _ D UT 2 3 4 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 1 JP1 V DL 2 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 3 OE2 I0 I1 2 JP2 U509 74V CX16224 1 3 OE1 O0 O1 G ND1 O2 O3 V CC1 O4 O5 G ND2 O6 O7 O8 O9 G ND3 O 10 O 11 V CC2 O 12 O 13 G ND4 O 14 O 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 S DIO_ ODM OE4 DUT A V DD 出力バッファ G ND8 I2 I3 V CC4 I4 I5 G ND7 I6 I7 I8 I9 G ND6 I10 I11 V CC3 I12 I13 G ND5 I14 I15 OE3 SC L K _ DT P 1 JP3 3 F DOR F D0 F D1 F D2 F D3 F D4 F D5 F D6 F D7 F D8 F D9 F D10 F D 11 F D 12 F D 13 F IF OC L K F IF OCL K F D0 F D1 F D2 F D3 F D4 FD 5 F D6 F D7 F D8 F D9 F D 10 F D 11 F D 12 F D 13 F DOR 2 J 503 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A 10 A 11 A 12 A 13 A 14 A 15 A 16 A 17 A 18 A 19 A 20 S CL K _ CH A S D O_ C H A C S B 1_ C H A S DI_ CHA 出力コネクタ J 503 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B 10 B 11 B 12 B 13 B 14 B 15 B 16 B 17 B 18 B 19 B 20 J 5 03 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 05492-059 DUT AD9233 評価用ボードの回路図(DUT、VREF、デジタル出力インターフェース) REV. A S MA E DGE S 5 02 GN D; 3,4,5 GN D; 3,4,5 CL K / CL K S MA E DGE S 5 01 R 5 05 49.9 DN I C 53 0 0.1U F C 53 1 0.1U F DN I CC0402 R C0 4 0 2 1 1 O PT_ CL K O PT_ CL K O PT_ CL K R 50 4 49.9 CC0402 V CC R 5 11 DN I 2 R C0603 2 R C0603 R 57 9 DN I R 510 D NI R 51 2 0 R C0603 R C0603 R 57 6 DN I R 5 07 0 DN I 0 OE OE GN D GN D C B 3LV -3C OUT OUT R 508 8 10 1 2 V CC C 51 1 .1UF R 581 D NI R 5 77 D NI 5 3 2 R 509 0 R 506 0 R C0603 R C0603 D 502 HS MS 2812 2 1 3 C 53 3 0.1U F C 53 2 0.1U F CL K CL K A D 951 5 R C 0 40 2 DNI OUT0B OU T0 NC =27,28 OUT1B OU T1 A V DD_ 3P3V ;1,4,17,20,21,24,26,29,30 S Y NCB C LK B C LK D NI U 500 R 58 6 4.12K 18 19 22 23 R 58 4 2 40 DNI R 58 5 100 DN I R 5 83 2 40 DNI R 5 82 10 0 DNI C 53 6 0.1U F DNI C 537 0.1UF D NI S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 RC060 3 C 53 4 0.1UF D NI C 53 5 0.1UF DNI E 5 03 E 5 02 CL K CL K AD9515(OPT_CLK)を使用する場合は、R507、R508、 C533、C532を削除します。 C531、R505=0を実装します。 E 501 4 6 3 R 58 0 10K DNI T 5 03 R 58 8 10K DN I 5 1 2 1 A V D D _ 3 P3 V R 5 78 DN I 7 5 3 RC0402 R 57 5 0 DNI RC0402 RC0402 2 RC0402 1 S7 DNI S8 OS C500 S9 14 VREF 6 S0 7 S1 8 S2 9 S3 10 S4 11 S5 12 S6 13 評価用ボードの回路図(DUTクロック入力) S10 RC060 3 14 RC060 3 15 D ISA B LE RSET 16 RC0402 RC0402 CC0402 CC0402 RC0402 D N I J P 508 3 E N A B LE RC0402 10K DN I GN D 25 CC0402 R C0 4 0 2 RC0402 A V D D _ 3P 3 V R 58 7 GND_PAD RC0402 32 CC0402 31 CC0402 ― 33 ― RC0402 REV. A 33 CC0402 図62. S 10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 R 52 6 DNI R 52 7 DNI R 52 5 D NI A V D D _ 3P 3 V R 5 1 4 D NI R 53 2 DNI R 53 3 DNI R 53 4 DNI R 52 9 DNI R 52 8 DNI R 53 0 DNI R 53 1 DNI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R C0603 R 52 2 R 52 3 R 52 4 R 51 9 R 51 8 R 52 0 R 52 1 R 51 6 R 51 7 R 51 5 R 51 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 R C0603 DNI R C 0603 DNI R C 0603 DNI R C 0603 DNI R C 0603 DNI R C 0603 DNI R C0603 DNI R C 0603 DNI R C 0603 DNI R C 0603 DNI R C0603 DNI AD9515 ロジック・ セットアップ OPT_ CL K XFMR/AD9515 クロック回路 AD9233 05492-057 2 1 S1 DNI 4 3 2 PICヘッダ DNI SOIC8 DNI V SS G P1 G P0 2 1 GP0 5 MCLR-GP3 7 9 ― 34 ― DNI J 50 4 E 504 R559 D505 261 オプション DNI R C 0603 2 5 6 7 8 DNI MCL R G P2 PIC12F 629 G P4 G P5 V DD U50 6 AMPVDD 3 ヘッダ上向き、オス 1 4 3 2 1 DNI 3 GP1 4 2 6 PICVCC 8 GP1 10 GP0 MC LR-GP3 R 547 4.7 K DN I R 5 45 4.7K R C 0 6 03 PICSPI制御ポートを使用するときは、R545、R546、R547を追加します。 PICSPI制御ポートを使用するときは、R555、R556、R557を削除します。 FIFO制御ポートの場合は、R555、R556、R557を削除します。 RC060 3 JP509 C557 CC0603 0.1UF DNI R558 4.7K 1 PICVCC 1 DN I R 54 6 4.7 K R C 0 6 03 DN I R C 0 6 03 R 55 5 0 R 5 57 0 R 5 56 0 R 5 49 10K A V D D _ 3P 3V R 5 54 0 RC0603 RC0603 図63. R 5 48 10K R 5 50 10K RC0603 RC0603 AVDD_3P3V U508 6 Y1 5 V CC 4 Y2 6 Y1 5 V CC 4 Y2 NC7WZ16 1 A1 2 GND 3 A2 U507 NC7WZ07 1 A1 2 GND 3 A2 R 5 52 1K R 55 1 1K R 553 1K D U T A V D D A V D D _ 3 P3 V RC0603 +5V=プログラミングのみ=AMPVDD +3.3V=通常の動作=AVDD_3P3V RC0603 SPI回路 SDO_CH A CS B _ D U T S CL K _ D T P S D IO_ OD M 05492-056 PIC(U506)を使用またはプログラミングするときは削除 AD9233 RC0603 CSB1_CHA SDI_CHA SCLK_CH A 評価用ボードの回路図(SPI回路) REV. A RC0603 RC0603 RC0603 ― 35 ― 1 10 P 10 9 P9 8 P8 7 P7 6 P6 5 P5 4 P4 3 P3 2 P2 P 501 1 P1 7.5V POW ER C ON 005 2.5MM JA C K P 500 3 2 D 504 S 2A _ R E CT 2A DO-214A A A MP V DDIN 評価用ボードの回路図(電源入力) J502 J501 J 505 L C1 2 1 0 L 500 10UH L C1 2 1 0 L 506 10UH L C1 2 1 0 L 502 10UH LC 1 2 1 0 L 507 10U H LC 1 2 1 0 A C A SE A C A SE A C A SE A CA S E A C A SE オプションの電源接続を使用するときは、 L501、L503、L504、L508、L509を 追加します。 GND A V DD_ 3P3V IN GND V DL IN GND DUT DR V DDIN GND DUT A V DDIN GND L 505 10U H オプションの電源接続 C 527 10U F S MDC110F C 548 1OUF 6.3V C 552 1OUF 6.3V C 551 1OUF 6.3V C 550 1OUF 6.3V C549 1OUF 6.3V 4 C512 0.1UF A V D D _ 3P 3V C517 0.1UF DUTDR V DD C516 0.1UF DUTA V DD C515 0.1UF V DL C 514 0.1UF A MP V DD 3 DUTDR V DD DUT A V DD V DL A MP V DD PWR _ IN C C 060 3 C C 060 3 C C 060 3 C C 060 3 C 573 0.1UF C569 0.1UF C564 0.1UF C567 0.1UF R 589 261 C 572 0.1UF C 575 0.1UF C 565 0.1UF C C 0603 C C0 6 0 3 C C 0603 C C0 6 0 3 C 524 1U F PWR _ IN C 521 1U F PWR _ IN C 519 1U F PWR _ IN 入力 U504 A DP3339A K C-3.3 入力 U503 A DP3339A K C-2.5 入力 U502 A DP3339A K C-1.8 C C0 6 0 3 0.1UF C 566 0.1UF C C0 6 0 3 C 559 C C 0603 C599 0.1UF C C 0603 C558 C C0 6 0 3 0.1UF C568 0.1UF 3 3 3 GND 1 F E R 500 CHOK E _ COIL D503 3A S HOT_ R E CT DO-214A B C 570 0.1UF 出力 4 出力 4 出力 4 4 4 4 C C0 6 0 3 2 出力 1 2 出力 1 2 出力 1 C 574 0.1UF CC 0 4 0 2 C540 0.1UF CC 0 4 0 2 C545 0.1UF V DLIN C C 0402 C C 0402 C513 1UF PWR _ IN C523 1UF PWR _ IN D UTDR V D D IN D UTA V D D IN T P 508 TP 505 A V D D _ 3P 3V L C1 2 1 0 L 508 10UH LC 1 2 1 0 L 503 10UH A V D D _ 3P 3V C526 1UF C 520 1UF C 518 1UF L 504 10UH LC 1 2 1 0 TP 506 C539 0.1UF C544 0.1UF 出力 4 C C 0402 C C 0402 C542 0.1UF C546 0.1UF C C0 4 0 2 C C0 4 0 2 出力 4 U 505 A DP3339A K C-3.3 入力 3 入力 3 U 501 A DP3339A K C-5 C 538 0.1UF C 543 0.1UF 出力1 出力1 DUTA V DD=1.8V DUTDRV DD=2.5V V DL =3.3V A MPV DD=5V A V DD_ 3.3V =3.3V GND 1 GND 1 GND 1 GND 1 図64. 2 2 LC 1 2 1 0 L 509 10U H LC 1 2 1 0 L 501 10UH C 525 1U F C 522 1U F グラウンド テスト・ポイント 4 4 TP510 2 TP512 REV. A CR500 TP511 1 TP509 電源入力 6V、2A(max)F500 H 503 H 502 グラウンドに接続された マウント穴 H500 H501 A V D D_ 3P3V A MPV DD IN T P513 T P 507 AD9233 05492-055 AD9233 05492-063 評価用ボードのレイアウト 評価用ボードのレイアウト(表面) 05492-062 図65. 図66. 評価用ボードのレイアウト(裏面、ミラー・イメージ) ― 36 ― REV. A 05492-065 AD9233 評価用ボードのレイアウト(グラウンド・プレーン) 05492-064 図67. 図68. REV. A 評価用ボードのレイアウト(電源プレーン) ― 37 ― 05492-061 AD9233 評価用ボードのレイアウト(表面シルクスクリーン) 05492-060 図69. 図70. 評価用ボードのレイアウト(裏面シルクスクリーン、ミラー・イメージ) ― 38 ― REV. A AD9233 部品表(BOM) 表16. 評価用ボードのBOM 未実装 (DNI) 参照番号 項目 数量 1 1 AD9246CE_REVA デバイス PCボード パッケージ 説明 サプライヤ/製品番号 PCボード アナログ・デバイセズ 2 24 C1、C2、C509、C510、C511、C512、 C514、C515、C516、C517、C528、C530、 C532、C533、C538、C539、C540、C542、 C543、C544、C545、C546、C554、C555 コンデンサ 0402 0.1µF 12 C3、C500、C502、C503、C504、C505、 C531、C534、C535、C536、C537、C557 3 1 C501 コンデンサ 0402 0.3pF 4 2 C4、C5 抵抗 0402 0Ω 5 10 C513、C518、C519、C520、C521、 C522、C523、C524、C525、C526 コンデンサ 0402 1.0µF 6 1 C527 コンデンサ 1206 10µF 7 1 C529 コンデンサ 0402 20pF 8 5 C548、C549、C550、C551、C552 コンデンサ ACASE 10µF 9 1 C553 コンデンサ 0805 1.0µF 10 15 C556、C558、C559、C564、C565、 C566、C567、C568、C569、C570、 C572、C573、C574、C575、C599 コンデンサ 0603 0.1µF 11 1 CR500 LED 0603 緑 Panasonic LNJ314G8TRA 12 1 D502 ダイオード SOT-23 HSMS2812 D500、D501 ダイオード 30V、20mA、 デュアル・ ショットキ 13 1 D503 ダイオード DO-214AB 3 A、30V、 SMC Micro Commercial Group SK33-TPMSCT-ND 14 1 D504 ダイオード DO-214AA 2 A、50V、 SMC Micro Commercial Group S2A-TPMSTR-ND D505 LED LN1461C AMB Amber LED F500 ヒューズ 1210 6.0V、2.2 A Tyco, Raychem NANO SMDC110F-2 2 15 16 1 1 トリップ電流 再設定可能な ヒューズ 17 1 FER500 チョーク 2020 Murata DLW5BSN191SQ2 18 1 J500 ジャンパ ハンダ・ジャンパ 19 3 J501、J502、J505 ジャンパ ハンダ・ジャンパ J503 コネクタ 120ピン オス・ヘッダ Samtec TSW-140-08-G-T-RA J504 コネクタ 10ピン オス、2×5 Samtec 20 1 21 1 22 3 JP1、JP2、JP3 ジャンパ 3ピン オス、ストレート Samtec 23 4 JP500、JP501、JP502、JP506 ジャンパ 2ピン オス、ストレート Samtec 24 1 JP507 ジャンパ 3ピン オス、ストレート Samtec TSW-103-07-G-S TSW-102-07-G-S TSW-103-07-G-S 2 25 10 JP508、JP509 L500、L501、L502、L503、L504、 L505、L506、L507、L508、L509 フェライト・ 3.2mm × ビーズ 2.5mm × Digi-Key P9811CT-ND OSC500 発振器 SMT 125MHzまたは 105MHz CTS Reeves CB3LV-3C P500 コネクタ PJ-102A DC電源ジャック Digi-Key CP-102A-ND P501 コネクタ 10ピン オス、ストレート PTMICRO10 1.6mm 26 27 28 REV. A 1 1 1 ― 39 ― AD9233 項目 数量 29 30 31 未実装 (DNI) 参照番号 説明 R1、R6、R563、R565、R574、R577 抵抗 0402 DNI 抵抗 抵抗 0402 0Ω 6 R2、R5、R561、R562、R571 R10、R11、R12、R535、R536、R575 R3、R4 抵抗 0402 25Ω R7、R8、R9、R502、R510、R511 抵抗 0603 DNI 2 6 33 パッケージ 6 5 32 デバイス R500、R501、R576、R578、R579、R581 抵抗 0402 DNI 34 4 6 R503、R548、R549、R550 抵抗 0603 10kΩ 35 1 R504 R505 抵抗 抵抗 0603 49.9Ω R506、R508、R509、R512、R554、 R555、R556、R557、R560 抵抗 0603 0Ω 1 36 9 23 37 4 38 3 39 1 1 40 2 R507、R514、R513、R515、R516、R517、 R518、R519、R520、R521、R522、R523、 R524、R525、R526、R527、R528、R529、 R530、R531、R532、R533、R534 R545、R546、R547、R558 抵抗 0603 4.7kΩ R551、R552、R553 抵抗 0603 1kΩ R589 抵抗 0603 261Ω R559 R566、R567 抵抗 0402 33Ω 41 3 R582、R585、R598 抵抗 0402 100Ω 42 2 R583、R584 抵抗 0402 240Ω 43 1 R586 抵抗 0402 4.12kΩ 44 3 R580、R587、R588 抵抗 0402 10kΩ 45 2 R590、R591 抵抗 0402 25Ω 46 1 R592 抵抗 0402 DNI 47 2 R593、R596 抵抗 0402 0Ω 48 2 R594、R595 抵抗 0402 10kΩ 49 1 R597 抵抗 0402 4.3kΩ RP500 抵抗 RCA74204 22Ω RP501、RP502 抵抗 RCA74208 22Ω S1 スイッチ S500、S501 コネクタ SMAEDGE SMAエッジ 直角 50 1 51 2 52 53 1 2 54 55 S502、S503 2 S504、S505 コネクタ SMA200UP SMA RF 5ピン アップライト T500、T501 トランス SM-22 M/A-Com ETC1-1-13 トランス CD542 Mini-Circuits ADT1-1WT IC 32ピン 2 1 57 モメンタリ Panasonic (通常オープン) EVQ-PLDA15 2 1 56 T1 T503 1 T502 1 U500 クロック分配 アナログ・デバイセズ 電圧 レギュレータ アナログ・デバイセズ LFCSP 58 1 サプライヤ/製品番号 U501 IC SOT-223 AD9515BCPZ ADP3339AKCZ-5 59 1 U502 IC SOT-223 電圧 レギュレータ アナログ・デバイセズ 60 1 U503 IC SOT-223 電圧 レギュレータ アナログ・デバイセズ 61 2 U504、U505 IC SOT-223 電圧 レギュレータ アナログ・デバイセズ ― 40 ― ADP3339AKCZ-1.8 ADP3339AKCZ-2.5 ADP3339AKCZ-3.3 REV. A AD9233 項目 数量 62 未実装 (DNI) 参照番号 1 U506 デバイス パッケージ 説明 IC 8ピンSOIC 8ビット・ サプライヤ/製品番号 Microchip PIC12F629 マイクロ コントローラ 63 1 U507 IC SC70 デュアル・ バッファ Fairchild NC7WZ16 64 1 U508 IC SC70 デュアル・ バッファ Fairchild NC7WZ07 65 1 U509 IC 48ピン TSSOP バッファ/ライン・ Fairchild 74VCX162244 ドライバ 66 1 U510 67 合計 REV. A 1 128 U511(または Z500) DUT 48ピン (AD9233) LFCSP IC 107 ― 41 ― 16ピン LFCSP ADC アナログ・デバイセズ 差動アンプ アナログ・デバイセズ AD9233BCPZ AD8352ACPZ AD9233 外形寸法 0.60 MAX 0.60 MAX 37 36 1番ピン 識別マーク 6.75 BSC SQ 上面図 1番ピン 識別マーク 1 4.25 4.10 SQ 3.95 (底面図) 25 24 12 13 0.25 MIN 5.50 REF 0.80 MAX 0.65 TYP 12° MAX 48 露出パッド 0.50 0.40 0.30 1.00 0.85 0.80 0.30 0.23 0.18 D05492-0-8/06(A)-J 7.00 BSC SQ 0.05 MAX 0.02 NOM 0.50 BSC 実装面 0.20 REF 平坦性 0.08 JEDEC規格MO-220-VKKD-2に準拠 図71. 48ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ[LFCSP_VQ] 7mm×7mmボディ、超薄型(CP-48-3) 寸法単位:mm オーダー・ガイド 1 2 パッケージ パッケージ・ オプション1 モデル 温度範囲 AD9233BCPZ-1252 −40∼+85℃ 48ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_VQ] CP-48-3 AD9233BCPZRL7−1252 −40∼+85℃ 48ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_VQ] CP-48-3 AD9233BCPZ-1052 −40∼+85℃ 48ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_VQ] CP-48-3 AD9233BCPZRL7−1052 −40∼+85℃ 48ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_VQ] CP-48-3 AD9233BCPZ-802 −40∼+85℃ 48ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_VQ] CP-48-3 AD9233BCPZRL7−802 −40∼+85℃ 48ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ [LFCSP_VQ] CP-48-3 AD9233-125EB 評価用ボード AD9233-105EB 評価用ボード AD9233-80EB 評価用ボード 最適な電気的、熱的性能を得るには、露出パドルをAGNDプレーンにハンダ付けしてください。 Z=鉛フリー製品 ― 42 ― REV. A