12ビット、170MSPS、 3.3VのA/Dコンバータ AD9430 特長 機能ブロック図 SNR=65dB@fIN 最大70MHz@170MSPS 10.6のENOB@fIN 最大70MHz@170MSPS (-0.5dBFS) SFDR=-80dBc@fIN 最大70MHz@170MSPS (-0.5dBFS) 優れた直線性 DNL=±0.3LSB (typ) INL=±0.5LSB (typ) 2つの出力データ・オプション デマルチプレックスされた、各々3.3VのCMOS出力@85MSPS インターリーブまたはパラレル・データ出力オプション 170MSPSのLVDS出力 700MHzのフルパワー・アナログ帯域幅 リファレンスとトラック・アンド・ホールド・アンプを内蔵 消費電力: 1.1W (typ)@170MSPS 1.5Vの入力電圧範囲 3.3V電源動作 出力データ・フォーマット・オプション データ同期入力とデータ・クロック出力を用意 クロックのデューティ・サイクル安定化機能 SENSE VREF AGND DRGND DRVDD AVDD AD9430 スケーラブル 電圧リファレンス LVDS出力 VIN+ VIN– トラック・ アンド・ ホールド ADC 12 12ビット パイプライン・ コア データ、オーバ レンジ(LVDSまたは 2ポートCMOS) CMOS出力 DS+ DS– CLK+ CMOSまたは LVDSを選択 クロック・ マネージメント DCO+ DCO– CLK– S1 S2 S4 S5 メントを正しく実行するために、データ同期入力がサポー トされており、さらにデータ・クロック出力により、正し い出力データ・タイミングを維持することができます。 LVDSモード時には、AD9430はENCODEクロック・レート でデータを供給します。 AD9430は最新のBiCMOSプロセス技術で製造されており、 パッケージは100ピンの表面実装プラスチック・パッケージ (100 e-PAD TQFP)で、工業温度範囲(-40℃∼+85℃)で仕様規 定されています。 アプリケーション ワイヤレスおよび有線ブロードバンド通信 ケーブル反転経路 通信試験装置 レーダおよび衛星通信サブシステム パワーアンプのリニアライゼーション 製品の説明 AD9430は、使いやすく、かつ、高性能、ローパワーの12ビ ットのモノリシック・サンプリングA/Dコンバータです。最 大210MSPSまでの変換レートで動作し、広帯域キャリアお よびブロードバンド・システムで非常に優れたダイナミッ ク性能を発揮するように最適化されています。完全な変換 ソリューションを提供するため、トラック・アンド・ホー ルド(T/H)とリファレンスを含むすべての必要な機能をチッ プ上に集積化しています。 AD9430の十分な性能動作を得るために重要なものは、3.3V 電源と差動ENCODEクロックです。デジタル出力は TTL/CMOSまたはLVDSコンパチブルで、2の補数またはオ フセット・バイナリのどちらかのフォーマットをサポート します。別に用意されている出力電源ピンは、3.3Vまたは 2.5VのCMOSロジックとのインターフェースをサポートし ます。 CMOSモード時には、2つの出力バスが変換レート最大 105MSPSまでのデマルチプレックスされたデータをサポー トします。CMOSモード時の出力データ・ポートのアライ 製品のハイライト 1. 高性能:65MHzの入力時に66dBのSNR @170MSPSを維持 2. ローパワー:消費電力は、わずか1.1W@170MSPS 3. 使いやすさ:LVDS出力のデータとクロック信号により、 現在のFPGA技術とのインターフェースが可能。リファ レンスとサンプル・アンド・ホールド回路が内蔵されて いるので、柔軟性の高いシステム設計が可能。3.3V単電 源の使用により、システム電源の設計が簡略化されます。 4. アウト・オブ・レンジ(OR):入力信号が選択した入力電 圧範囲を超えたとき、OR出力ビットを表示します。 アナログ・デバイセズ社が提供する情報は正確で信頼できるものを期していますが、その情報の利用または利 用したことにより引き起こされる第3者の特許または権利の侵害に関して、当社はいっさいの責任を負いません。 さらに、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許諾するものでもありません。 *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。 REV.0 アナログ・デバイセズ株式会社 本 社/東京都港区海岸1-16-1 電話03 (5402)8200 〒105-6891 ニューピア竹芝サウスタワービル (6350)6868 (代)〒532-0003 大阪営業所/大阪府大阪市淀川区宮原3-5-36 電話06 新大阪MTビル2号 AD9430−仕様 DC仕様(特に指定のない限り、AVDD=3.3V、DRVDD=3.3V;TMIN=-40℃、TMAX=+85℃、fIN=-0.5dBFS、内部リファレンス、LVDS出力モード) パラメータ 温度 試験レベル Min 分解能 精度 ノー・ミスコード オフセット誤差 ゲイン誤差 微分非直線性(DNL) 12 全範囲 25℃ 25℃ 25℃ 全範囲 25℃ 全範囲 VI I I I VI I VI 温度ドリフト オフセット誤差 ゲイン誤差 リファレンス出力(VREF) 全範囲 全範囲 全範囲 V V V リファレンス リファレンス出力(VREF) 出力電流1 IVREF入力電流2 ISENSE入力電流2 25℃ 25℃ 25℃ 25℃ I IV I I アナログ入力(VIN+、VIN-)3 差動入力電圧範囲(S5=GND) 差動入力電圧範囲(S5=AVDD) 入力コモン・モード電圧 入力抵抗値 入力容量 全範囲 全範囲 全範囲 全範囲 25℃ V V VI VI V 全範囲 全範囲 IV IV 全範囲 全範囲 全範囲 25℃ VI VI VI V 全範囲 全範囲 IV IV 全範囲 全範囲 全範囲 25℃ IV IV IV V 積分非直線性(INL) 電源(LVDSモード) AVDD DRVDD 電源電流 IANALOG (AVDD=3.3V)4 IDIGITAL (DRVDD=3.3V)4 消費電力4 電源変動除去 電源(CMOSモード) AVDD DRVDD 電源電流 IANALOG (AVDD=3.3V)5 IDIGITAL (DRVDD=3.3V)5 消費電力5 電源変動除去 AD9430BSV-170 Typ Max 単位 ビット 保証 –3 –5 –1 –1 –1.5 –1.5 ±0.3 ±0.3 ± 0.5 ± 0.5 +3 +5 +1 +1.5 +1.5 +2.25 58 0.02 +0.12/–0.24 1.15 1.235 1.6 2.65 2.2 3.1 3.0 3.1 3.0 1.536 0.766 2.8 3 5 mV % FS LSB LSB LSB LSB μV/℃ %/℃ mV/℃ 1.3 3.0 20 5.0 2.9 3.3 V mA μA mA V V V kΩ pF 3.3 3.3 3.5 3.6 V V 335 55 1.29 –7.5 372 62 1.43 mA mA W mV/V 3.3 3.3 3.5 3.6 V V 335 24 1.1 –7.5 372 30 mA mA W mV/V 注 1. 内部リファレンス・モード、SENSE=フロート 2. 外部リファレンス・モード、SENSE=DRVDD、1.23Vの外部リファレンスでVREFを駆動。 3. S5 (ピン1)=GND。 「アナログ入力」を参照してください。 4. IAVDDとIDRVDDの測定は、10.3MHzのアナログ入力、-0.5dBFs、正弦波、定格ENCODEレートを適用し、LVDS出力モードで実施しています。IDRVDDについては、 「代表的な性能特性」と「アプリケーション」 を参照してください。消費電力は、LVDS出力モード時に定格ENCODEレートでのDC入力で測定。 5. IAVDDとIDRVDDの測定は、10.3MHzのアナログ入力、-0.5dBFs、正弦波、定格ENCODEレートを適用し、CMOS出力モードで実施しています。IDRVDDについては、 「代表的な性能特性」と「アプリケーション」 を参照してください。消費電力は、CMOS出力モード時に定格ENCODEレートでのDC入力で測定。 仕様は予告なく変更されることがあります。 2 REV.0 AD9430 MIN=-40℃、TMAX=+85℃、fIN=-0.5dBFS、 AC仕様1(特に指定のない限り、AVDD=3.3V、DRVDD=3.3V;T 内部リファレンス、LVDS出力モード) パラメータ(条件) SNR アナログ入力@-0.5dBFS SINAD アナログ入力@-0.5dBFS AD9430BSV-170 Min Typ Max 温度 試験レベル 単位 10 MHz 70 MHz 100 MHz 240 MHz 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ I I V V 63 62.5 65 65 65 61 dB dB dB dB 10 MHz 70 MHz 100 MHz 240 MHz 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ I I V V 62.5 62 65 65 65 60 dB dB dB dB 10 MHz 70 MHz 100 MHz 240 MHz 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ I I V V 10.2 10.2 10.6 10.6 10.6 9.8 ビット ビット ビット ビット 10 MHz 70 MHz 100 MHz 240 MHz 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ I I V V –85 –80 –77 –63 –73 –72 dBc dBc dBc dBc 10 MHz 70 MHz 100 MHz 240 MHz 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ I I V V –87 –87 –77 –63 –76 –75 dBc dBc dBc dBc 有効ビット数(ENOB) 最悪高調波(2次または3次) アナログ入力@-0.5dBFS 最悪高調波(4次以上) アナログ入力@-0.5dBFS 2トーンIMD2 F1, F2 @ –7dBFS 25 ℃ V –75 dBc アナログ入力帯域幅 25 ℃ V 700 MHz 注 1. AC仕様はすべて、CLK+とCLK-の各入力を差動で駆動してテスト。 2. F1=28.3MHz、F2=29.3MHz 仕様は予告なく変更されることがあります。 REV.0 3 AD9430 デジタル仕様(特に指定のない限り、AVDD=3.3V、DRVDD=3.3V;TMIN=-40℃、TMAX=+85℃) AD9430BSV-170 Typ Max パラメータ 温度 試験レベル Min ENCODEおよびDS入力 (CLK+、CLK-、DS+、DS-)1 差動入力電圧2 コモン・モード電圧3 入力抵抗値 入力容量 全範囲 全範囲 全範囲 25 ℃ IV VI VI V 0.2 1.375 3.2 ロジック入力(S1、S2、S4、S5) ロジック"1"電圧 ロジック"0"電圧 ロジック"1"入力電流 ロジック"0"入力電流 入力抵抗値 入力容量 全範囲 全範囲 全範囲 全範囲 25 ℃ 25 ℃ IV IV VI VI V V 2.0 ロジック出力(CMOSモード) ロジック"1"電圧4 ロジック"0"電圧4 全範囲 全範囲 IV IV DRVDD – 0.05 全範囲 全範囲 VI VI 247 1.125 ロジック出力(LVDSモード)4、5 VOD差動出力電圧 VOS出力オフセット電圧 出力コーディング 1.5 5.5 4 1.575 6.5 0.8 190 10 30 4 単位 V V kΩ pF V V μA μA kΩ pF 0.05 V V 454 1.375 mV V 2の補数またはバイナリ 注 1. ENCODEとDS入力は、チップ上では同一です。 「等価回路」を参照してください。 2. AC仕様はすべて、CLK+とCLK-の各入力を差動で駆動してテストし、 |(CLK+) - (CLK-)|> 200mVです。 3. ENCODE入力のコモン・モード電圧は0.9V < ENC± < 2.6Vとなるように、外部から設定できます。 4. デジタル出力ロジック・レベル:DRVDD=3.3V、CLOAD=5pF 5. LVDS終端抵抗=100Ω、LVDS出力電流設定抵抗=3.74kΩ(1%の許容誤差) 仕様は予告なく変更されることがあります。 スイッチング仕様(特に指定のない限り、AVDD=3.3V、DRVDD=3.3V、TMIN=-40℃、TMAX=+85℃) AD9430BSV-170 Min Typ Max パラメータ(条件) 温度 試験レベル 最大変換レート1 最小変換レート1 CLK+パルス幅ハイ時間(tEH)1 CLK+パルス幅ロー時間(tEL)1 DS入力セットアップ時間(tSDS)2 DS入力ホールド時間(tHDS)2 全範囲 全範囲 全範囲 全範囲 全範囲 全範囲 VI V IV IV IV IV 出力(DEMUXモード) 有効時間(tv) 伝播遅延(tPD) 立ち上がり時間(tR) (20∼80%) 立ち下がり時間(tF) (20∼80%) DCO伝播遅延(tCPD) データからDCO間のタイム・スキュー(tPD - tCPD) インターリーブ・モード(A、Bレイテンシー) パラレル・モード(A、Bレイテンシー) 全範囲 全範囲 25 ℃ 25 ℃ 全範囲 全範囲 全範囲 全範囲 IV IV V V IV IV IV IV 2 出力(LVDSモード) 有効時間(tv) 伝播遅延(tPD) 立ち上がり時間(tR) (20∼80%) 立ち下がり時間(tF) (20∼80%) DCO伝播遅延(tCPD) データからDCO間のタイム・スキュー(tPD - tCPD) パイプライン・レイテンシー 全範囲 全範囲 25 ℃ 25 ℃ 全範囲 全範囲 全範囲 VI VI V V VI IV IV 2.0 アパーチャ遅延(tA) 25 ℃ V 1.2 ns アパーチャ不確実性(ジッタ、tJ) 25 ℃ V 0.25 ps rms 170 40 12.5 12.5 2 2 –0.5 1.75 –0.5 1.8 0.2 3.8 1 1 3.8 0 14, 14 15, 14 3.2 0.5 0.5 2.7 0.5 14 5 5 +0.5 4.3 3.8 0.8 単位 MSPS MSPS ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns サイクル サイクル ns ns ns ns ns ns サイクル 注 1. AC仕様はすべて、CLK+とCLK-の各入力を差動で駆動してテスト。 2. CMOSモードのみDS入力を使用。 仕様は予告なく変更されることがあります。 4 REV.0 AD9430 N–1 N N+1 AIN tEL tEH 1/f S CLK+ CLK− tPD N+1 N N-13 N-14 データ出力 14サイクル DCO+ DCO− tCPD 図1 LVDSのタイミング図 CLK+ CLK− DS+ DS− tHDS インターリーブ・データ出力 ポートA D7−D0 スタティック ポートB D7−D0 スタティック tSDS tPD 14サイクル 無効 tV N N+2 無効 無効 N+1 N+3 パラレル・データ出力 ポートA D7−D0 スタティック 無効 無効 N N+2 ポートB D7−D0 スタティック 無効 無効 N+1 N+3 tCPD DCO+ スタティック DCO− 図2 REV.0 CMOSのタイミング図 5 AD9430 絶対最大定格1 AVDD、DRVDD ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4V アナログ入力 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥−0.5V∼AVDD + 0.5V デジタル入力 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥−0.5V∼DRVDD + 0.5V REFIN入力 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥−0.5V∼AVDD + 0.5V デジタル出力電流 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20mA 動作温度範囲 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥−55℃∼+125℃ 保管温度範囲 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥−65℃∼+150℃ 最大接合部温度 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥+150℃ 最大ケース温度 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥+150℃ θJA2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥+25℃/W、+32℃/W テスト・レベルの説明 テスト・レベル I. 100%の製品テストを実施。 II. 25℃での100%の製品テスト、および指定温度でのサン プルテストを実施。 III. サンプルテストのみ。 IV. パラメータは、設計および特性試験によって保証。 V. パラメータは、typ値のみ。 VI. 25℃での100%の製品テストを実施。工業温度範囲のデ バイスについては設計および特性試験によってパラメー タを保証、軍用デバイスについては100%の製品試験を 限界温度で実施。 注意 1 上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに永久的な損傷を与えることがあ ります。この定格はストレス定格の規定のみを目的とするものであり、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。デバイスを長期間 絶対最大定格条件に置くと、デバイスの信頼度に影響を与えることがあります。 2 代表値θJA=32℃/W(熱スラグ、ハンダ付けなし)、θJA=25℃/W(熱スラグ、ハンダ付け)は、 固定グラウンドプレーンで自然空冷の複層ボードの仕様です。 オーダー・ガイド モデル 温度範囲 パッケージ・オプション AD9430BSV-170 AD9430/PCB-LVDS AD9430/PCB-CMOS −40℃∼+85℃ 25℃ 25℃ TQFP-100 評価ボード(LVDSモード) 評価ボード(CMOSモード) 注意 ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスです。4000Vもの高圧の静電気が人体やテスト装置に容易に帯電し、 検知されることなく放電されることがあります。本製品には当社独自のESD保護回路を備えていますが、高エネル ギーの静電放電を受けたデバイスには回復不可能な損傷が発生することがあります。このため、性能低下や機能喪 失を回避するために、適切なESD予防措置をとるようお奨めします。 6 WARNING! ESD SENSITIVE DEVICE REV.0 AD9430 ピン機能説明(CMOSモード) ピン番号 ピン名称 機能 1 S5 2, 7, 42, 43, 65, 66, 68 3 4, 9, 12, 13, 16, 17, 20, 23, 25, 26, 30, 31, 35, 38, 41, 86, 87, 91, 92, 93, 96, 97, 100 5 DNC S4 AGND フルスケール調整ピン。AVDDに接続するとfs=0.768Vp-pの差動電圧が 設定され、GNDに接続するとfs=1.536Vp-pの差動電圧が設定されます。 接続しないでください。 インターリーブ、パラレル選択。ハイ=インターリーブ。 アナログ・グラウンド 6 S1 8, 14, 15, 18, 19, 24, 27, 28, 29, 34, 39, 40, 88, 89, 90, 94, 95, 98, 99 10 11 21 22 32 AVDD SENSE VREF VIN+ VIN– DS+ 33 36 37 44 45 46 47, 54, 62, 75, 83 48, 53, 61, 67, 74, 82 49 50 51 52 55 56 57 58 59 60 63 64 69 70 71 72 73 76 77 78 79 80 81 84 85 DS– CLK+ CLK– DB0 DB1 DB2 DRVDD DRGND DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 DB8 DB9 DB10 DB11 OR_B DCO– DCO+ DA0 DA1 DA2 DA3 DA4 DA5 DA6 DA7 DA8 DA9 DA10 DA11 OR_A 出力モード選択。ロー=デュアル・ポートCMOS、 ハイ=LVDS。 データ・フォーマット選択。ロー=バイナリ、 ハイ= 2の補数。 3.3Vアナログ電源 S2 リファレンス・モード選択ピン 1.235VリファレンスI/O:機能はSENSEに依存。 アナログ入力:正 アナログ入力 :負 データ同期(入力) :正。使用しない場合はローに設定します。 「タイミング図」を参照。 データ同期(入力) :負。使用しない場合はハイに設定します。 クロック入力 :正 クロック入力:負 Bポート出力データ・ビット(LSB) Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット 3.3Vデジタル出力電源(3.0∼3.6V) デジタル出力グラウンド Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット Bポート出力データ・ビット(MSB) Bポート・オーバレンジ データ・クロック出力:負 データ・クロック出力:正 Aポート出力データ・ビット(LSB) Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット Aポート出力データ・ビット(MSB) Aポート・オーバレンジ 注 AGNDおよびDRGNDはコモン・グラウンド・プレーンに接続してください。 REV.0 7 AD9430 ピン機能説明(LVDSモード) ピン番号 ピン名称 機能 1 S5 2, 42–46 3 DNC S4 4, 9, 12, 13, 16, 17, 20, 23, 25, 26, 30, 31, 35, 38, 41, 86, 87, 91, 92, 93, 96, 97, 100 5 AGND フルスケール調整ピン。AVDDに接続するとfs=0.768Vp-pの差動電圧が 設定され、GNDに接続するとfs=1.536Vp-pの差動電圧が設定されます。 接続しないでください。 CMOSモード用の制御ピン。LVDSモードの動作時は、 ローに設定します。 アナログ・グラウンド S2 6 S1 7 LVDSBIAS 8, 14, 15, 18, 19, 24, 27, 28, 29, 33, 34, 39, 40, 88, 89, 90, 94, 95, 98, 99 10 11 21 22 32 36 37 47, 54, 62, 75, 83 48, 53, 61, 67, 74, 82 49 50 51 52 55 56 57 58 59 60 63 64 65 66 68 69 70 71 72 73 76 77 78 79 80 81 84 85 AVDD 出力モード選択。GND=デュアル・ポートCMOS、 AVDD=LVDS。 データ・フォーマット選択。GND=バイナリ、 AVDD=2の補数。 LVDS出力電流設定ピン。3.7kΩの抵抗をグラウンドに 終端接続します。 3.3Vアナログ電源 SENSE VREF VIN+ VIN– GND CLK+ CLK– DRVDD DRGND D0– D0+ D1– D1+ D2– D2+ D3– D3+ D4– D4+ DCO– DCO+ D5– D5+ D6– D6+ D7– D7+ D8– D8+ D9– D9+ D10– D10+ D11– D11+ OR– OR+ リファレンス制御ピン、フルスケール 1.235VリファレンスI/O:機能はSENSEに依存。 アナログ入力:正 アナログ入力:負 データ同期(入力):LVDSモードでは使用しません。GNDに接続します。 クロック入力:正(LVPECLレベル) クロック入力:負(LVPECLレベル) 3.3Vデジタル出力電源(3.0∼3.6V) デジタル出力グラウンド D0負出力ビット(LSB) D0正の出力ビット(LSB) D1負出力ビット D1正の出力ビット D2負出力ビット D2正の出力ビット D3負出力ビット D3正の出力ビット D4負出力ビット D4正の出力ビット データ・クロック出力:負 データ・クロック出力:正 D5負出力ビット D5正の出力ビット D6負出力ビット D6正の出力ビット D7負出力ビット D7正の出力ビット D8負出力ビット D8正の出力ビット D9負出力ビット D9正の出力ビット D10負出力ビット D10正の出力ビット D11負出力ビット D11正の出力ビット オーバレンジ負出力ビット オーバレンジ正の出力ビット 8 REV.0 AD9430 76 DA5 78 DA7 77 DA6 79 DA8 81 DA10 80 DA9 82 DRGND 83 DRVDD 84 DA11 86 AGND 85 OR_A 87 AGND 88 AVDD 89 AVDD 91 AGND 90 AVDD 92 AGND 93 AGND 94 AVDD 96 AGND 95 AVDD 97 AGND 99 AVDD 98 AVDD 100 AGND ピン配置 S5 1 75 DRVDD DNC 2 74 DRGND S4 3 AGND 4 73 DA4 72 DA3 S2 5 S1 6 71 DA2 70 DA1 DNC 7 69 DA0 AVDD 8 AGND 9 68 DNC 67 DRGND 66 DNC 65 DNC SENSE 10 VREF 11 AD9430 AGND 12 64 DCO+ CMOSピン配置 上面図 (縮尺は異なります) AGND 13 AVDD 14 63 DCO62 DRVDD AVDD 15 61 DRGND 60 OR_B AGND 16 59 DB11 AGND 17 AVDD 18 58 DB10 57 DB9 AVDD 19 VIN+ 21 56 DB8 55 DB7 VIN- AGND 20 DB3 49 DB4 50 DRGND 48 DB2 46 DRVDD 47 DB0 44 DB1 45 DNC 42 DNC 43 AVDD 40 AGND 41 AGND 38 AVDD 39 CLK+ 36 CLK- 37 AVDD 34 AGND 35 DS- 33 51 DB5 AGND 31 DS+ 32 AGND 25 AGND 30 53 DRGND 52 DB6 AVDD 28 AVDD 29 54 DRVDD AGND 26 AVDD 27 22 AGND 23 AVDD 24 76 D9- 78 D1077 D9+ 79 D10+ 80 D11- 81 D11+ 82 DRGND 84 OR83 DRVDD 86 AGND 85 OR+ 87 AGND 89 AVDD 88 AVDD 91 AGND 90 AVDD 92 AGND 94 AVDD 93 AGND 96 AGND 95 AVDD 97 AGND 99 AVDD 98 AVDD 100 AGND AD9430 CMOSデュアルモード・ピン配置 S5 1 75 DRVDD DNC 2 74 DRGND S4 3 AGND 4 73 D8+ 72 D8- S2 5 S1 6 71 D7+ 70 D7- LVDSBIAS 7 69 D6+ AVDD 8 AGND 9 68 D667 DRGND 66 D5+ 65 D5- SENSE 10 VREF 11 AD9430 AGND 12 64 DCO+ LVDSピン配置 上面図 (縮尺は異なります) AGND 13 AVDD 14 63 DCO62 DRVDD AGND 16 61 DRGND 60 D4+ AGND 17 59 D4- AVDD 18 AVDD 19 58 D3+ 57 D3- AGND 20 56 D2+ 55 D2- AVDD 15 VIN+ 21 AD9430 LVDSモード・ピン配置 REV.0 9 D0- 49 D0+ 50 DRGND 48 DRVDD 47 DNC 46 DNC 44 DNC 45 DNC 42 DNC 43 AGND 41 AVDD 40 AVDD 39 AGND 38 37 CLK- CLK+ 36 AVDD 34 AGND 35 AGND 26 GND 32 AVDD 33 51 D1AGND 31 AGND 25 AGND 30 53 DRGND 52 D1+ AVDD 28 AVDD 29 54 DRVDD VIN- AVDD 27 22 AGND 23 AVDD 24 AD9430 単位で表します。 用語の定義 アナログ帯域幅 基本周波数のスペクトル・パワー(FFT解析によって測定)が3dB減 衰するアナログ入力周波数です。 3次高調波歪み 基本波のrms信号振幅と3次高調波成分のrms値との比で、 dBcの 単位で表します。 アパーチャ遅延 ENCODEコマンドの立ち上がりエッジの50%ポイントからアナログ入 力がサンプリングされる瞬間までの遅延時間です。 積分非直線性 最小自乗曲線近似で求めた「最良直線」を利用して測定された、 基準線から伝達関数の偏差を1 LSBの分数で表したものです。 アパーチャ不確実性(ジッタ) アパーチャ遅延のサンプル間変動分です。 最小変換レート 最も低いアナログ信号周波数のSNRが保証制限値よりも3dBだけ 降下するときのENCODEレートです。 クロストーク 隣接する干渉チャンネルがフルスケール信号によって駆動されると きに、 低レベル(-40dBFS)の信号によって駆動されている1つのチャ ンネルに混入する結合です。 最大変換レート パラメータ・テストを実施するENCODEレートです。 出力伝播遅延 ENCODEコマンドの差動交差から、 すべての出力データ・ビットが有 効なロジック・レベル範囲内に入るまでの遅延時間です。 差動アナログ入力抵抗値、差動アナログ入力容量、および 差動アナログ入力インピーダンス 各アナログ入力ポートで測定される実数および複素数のインピーダ ンスです。抵抗値は静的に測定され、 容量と差動入力インピーダン スはネットワーク・アナライザで測定されます。 ノイズ(ADC内部の任意の範囲に対する) V NOISE = Z × 0 . 001 × ⋅ 10 差動アナログ入力電圧範囲 フルスケール応答を発生させるためにコンバータに印加しなければ ならないピーク・ツー・ピークの差動電圧です。 ピーク差動電圧の計 算は、 ある1本のピンの電圧を観測し、 位相が180度異なる別のピン の電圧からこの電圧値を減算する方法によって実施します。 ピー ク・ツー・ピーク差動電圧の計算は、 入力の位相を180度回転したう えで、 再びピーク測定して実施します。その後、 両方のピーク測定値 の差を計算します。 Zは入力インピーダンス、FSは当該周波数に対するデバイスのフル スケール、SNRは特定の入力レベルに対する値、SignalはdB単位 で表されるフルスケールよりも低いADC内部の信号レベルです。数 値には、 熱的ノイズと量子化ノイズの両方が含まれます。 電源変動除去比 入力オフセット電圧の変動と電源電圧の変動との比です。 微分非直線性 理想的な1 LSBステップから任意のコード幅が外れる偏差です。 信号対ノイズおよび歪み比(SINAD) rms信号振幅(フルスケールより1dB低く設定)と、 高調波を含み、 DC 成分を除く他のすべてのスペクトル成分の和のrms値との比です。 有効ビット数 有効ビット数(ENOB)は、 次式を利用してSNRの測定値から計算し ます。 ENOB = 信号対ノイズ比(高調波成分を除く) rms信号振幅(フルスケールより1dB低く設定)と、 最初の5つの高調 波とDC成分を除く他のすべてのスペクトル成分の和のrms値との 比です。 SNR MEASURED – 1.7 6 dB 6 .0 2 ENCODEパルス幅/デューティ・サイクル パルス幅「ハイ」は、 定格性能を達成するためにENCODEパルス をロジック1の状態に維持しておく必要のある最小時間です。パル ス幅「ロー」は、ENCODEパルスをローの状態に維持しておく必 要のある最小時間です。本書の「tENCHの変更に伴うタイミングの関 係」 を参照してください。指定のクロック・レート時に、 これらの仕様は 許容可能なENCODEデューティ ・サイクルを規定します。 スプリアスフリー・ダイナミックレンジ(SFDR) rms信号振幅と最も高いスプリアス・スペクトル成分のrms値との比 です。最も高いスプリアス成分は高調波である場合もあれば、 高調 波でない場合もあります。dBc (すなわち、 信号レベルの低下に応じ た劣化)、 またはdBFS (常にコンバータのフルスケールに戻して関連 付け)の単位で表します。 2トーン波相互変調歪み除去 2つの入力信号のいずれか一方のトーンのrms値と最悪の3次相互 変調歪み積のrms値との比であり、 dBcの単位で表します。 フルスケール入力パワー dBmの単位で表します。次式を利用して、 計算します。 Power FULLSCALE = 10 log V 2 FULLSCALE Z INPUT 0 . 001 FS dBm – SNR dBc – Signal dBFS 10 RMS 2トーン波SFDR 2つの入力信号のいずれか一方のトーンのrms値と最も高いスプリ アス成分のrms値との比です。最も高いスプリアス成分はIMD積で ある場合もあれば、 IMD積でない場合もあります。dBc (すなわち、 信 号レベルの低下に応じた劣化)、 またはdBFS (常にコンバータのフル スケールに戻して関連付け)の単位で表します。 ゲイン誤差 ゲイン誤差は、 ADCの理想的なフルスケール入力電圧範囲と測定 値との差です。 2次高調波歪み 基本波のrms信号振幅と2次高調波成分のrms値との比で、 dBcの 10 REV.0 AD9430 その他の最悪スプリアス rms信号振幅と最悪のスプリアス成分(2次および3次高調波 成分を除く)のrms値との比であり、dBcの単位で表します。 フルスケール K S5 = 0 —> K = 1.24 S5 = 1 —> K = 0.62 過渡応答時間 過渡応答時間は、負のフルスケールより10%高いポイント から正のフルスケールより10%低いポイントへの過渡が発 生した後で、ADCがアナログ入力を再び収集するまでの所 要時間として定義します。 0.1μF VREF – + A1 1V 200Ω 1kΩ ディスエーブル A1 アウト・オブ・レンジ復帰時間 アウト・オブ・レンジ復帰時間は、正のフルスケールより 10%高いポイントから負のフルスケールより10%高いポイン トへの過渡、または負のフルスケールより10%低いポイン トから正のフルスケールより10%低いポイントへの過渡が 発生した後で、ADCがアナログ入力を再び収集するまでの 所要時間です。 SENSE VDD 図6 VREF、SENSE I/O DRVDD DX は 等価回路 AVDD 図7 12kΩ DRVDD 12kΩ CLK+ または DS+ CLK– または DS– 150Ω 150Ω V V DX– DX+ V V 10kΩ 10kΩ 図3 ENCODEおよびDS入力 図8 AVDD 3.5kΩ 3.5kΩ 20kΩ 20kΩ VIN– VIN+ 図4 アナログ入力 VDD S1, S2, S4, S5 30kΩ 図5 REV.0 データ出力(CMOSモード) S1-S5入力 11 データ出力(LVDSモード) AD9430−代表的な性能特性 0 0 SNR = 65.2dB SINAD = 65.1dB H2 = –88.8dBc H3 = –88.1dBc SFDR = 87dBc –10 –20 –30 –20 –30 dB –40 dB SNR = 62.99dBfs SINAD = 61.45dBfs H2 = –66.8dBc H3 = –82.5dBc SFDR = 66.1dBc –10 –40 –50 –50 –60 –60 –70 –70 –80 –80 –90 –90 –100 –100 0 TPC 1 10 20 30 40 MHz 50 60 70 80 85 0 FFT: fS=170MSPS、AIN=10.3MHz@-0.5dBFS、 LVDSモード TPC 4 0 20 30 40 MHz 50 60 70 80 85 FFT: fS=170MSPS、AIN=10.3MHz@-0.5dBFS、 シングルエンド入力、0.76Vの入力範囲、LVDSモード 100 SNR = 65.1dB SINAD = 64.9dB FUND = –0.50dBFS H2 = –88.6dBc H3 = –94.6dBc SFDR = 85.9dBc –10 –20 –30 3次 90 80 SFDR dB –40 dB 10 –50 2次 70 –60 60 –70 –80 50 –90 40 –100 0 TPC 2 10 20 30 40 MHz 50 60 70 80 85 0 FFT: fS=170MSPS、AIN=65MHz@-0.5dBFS、 LVDSモード TPC 5 100 150 200 250 AIN – MHz 300 350 400 高調波歪み(2次と3次)およびSFDR対AIN周波数、 fS=170MSPS、LVDSモード 100 0 SNR = 64.93dB SINAD = 64.85dB FUND = –0.44dBFS H2 = –92.1dBc H3 = –90.1dBc SFDR = 75.6dBc –10 –20 –30 90 3次 2次 80 –40 SFDR dB dB 50 –50 70 –60 60 –70 –80 50 –90 –100 0 TPC 3 10 20 30 40 50 MHz 60 70 40 80 85 0 FFT: fS=170MSPS、AIN=65MHz@-0.5dBFS、 差動、1.5Vp-pの入力範囲、CMOSモード TPC 6 12 50 100 150 200 250 AIN – MHz 300 350 400 高調波歪み(2次と3次)およびSFDR対AIN周波数、 fS=170MSPS、CMOSモード REV.0 AD9430 85 0 SFDR = 75dBc –10 80 SFDR –20 75 –30 70 dB dB –40 –50 SNR 65 –60 SINAD –70 60 –80 55 –90 –100 0 TPC 7 10 20 30 40 50 MHz 60 70 50 80 85 10 TPC 10 2トーン波相互変調歪み(28.3MHzおよび29.3MHz、 LVDSモード、fS=170MSPS) 20 30 40 50 60 70 正のENCODEデューティ・サイクル - % 90 SINADおよびSFDR対ENCODEパルス幅ハイ (AIN=10.3MHz@-0.5dBFS、170MSPS、LVDSモード) 1.2 RO = 13Ω TYP 85 1.0 SFDR VREF – V 80 dB 75 70 65 0.8 0.6 0.4 SINAD 60 0.2 55 0 50 0 50 100 150 200 0 250 1 2 3 MHz TPC 8 80 100 20 TPC 9 REV.0 ゲイン誤差 − % 40 150 0 100 VREFOUT対ILOAD 160 180 ENCODE – MSPS 200 .5 外部リファレンス 使用時のゲイン誤差(%) 0 –.5 –1.5 10 140 8 –1.0 出力電源電流、 CMOSモード 120 7 1.0 IDRVDD (出力電源電流) - mA アナログ電源電流、 LVDSモード 50 6 1.5 60 出力電源電流、 LVDSモード 5 2.0 アナログ電源電流、 CMOSモード 300 IAVD D (アナログ電源電流) -mA TPC 11 SINADおよびSFDR対ENCODEレート (AIN=10.3MHz@-0.5dBFS、LVDSモード) 250 4 IREF – mA 400 200 90 1.4 95 350 80 –2.0 –50 220 TPC 12 IAVDDおよびIDRVDD対ENCODEレート (AIN=10.3MHz@-0.5dBFS)、170MSPSグレード、 CLOAD=5pF 13 –30 –10 10 30 温度 − ℃ 50 70 90 95 フルスケール・ゲイン誤差対温度(AIN=10.3MHz@ -0.5dBFS、170MSPS、LVDSモード) AD9430 1.250 1 0.75 1.245 0.25 1.240 LSB VREF – V 0.5 1.235 0 –0.25 –0.5 1.230 –0.75 1.225 2.5 –1 2.7 2.9 TPC 13 3.1 3.3 AVDD − V 3.5 3.7 0 3.9 4.0 VREF出力電圧対AVDD TPC 16 95 500 1000 1500 2000 コード 2500 3000 3500 4000 代表的なDNLプロット(AIN=10.3MHz@-0.5dBFS、 170MSPS、LVDSモード) 100 3次 90 90 2次 SFDR –dBFS 80 85 SFDR 70 80 dB dB 60 75 50 40 70 SFDR –dBc 30 SNR 20 SINAD 10 65 60 –50 TPC 14 –30 –10 10 30 温度 - ℃ 50 70 80dBの基準線 0 –100 90 95 SNR、SINAD、SFDR対温度(AIN=10.3MHz@ -0.5dBFS、170MSPS) TPC 17 1 –90 –80 –70 –60 –50 –40 –30 アナログ入力レベル-dBFS –20 –10 0 SFDR対AIN入力レベル、10.3MHz、AIN@170MSPS、 LVDSモード 0 0.75 –20 NPR = 56.95dB ENCODE = 170MSPS ノッチ@19MHz 0.5 –40 ノイズ入力レベル-dB LSB 0.25 0 –0.25 –0.5 –60 –80 –100 –120 –0.75 –1 –140 0 TPC 15 500 1000 1500 2000 コード 2500 3000 3500 2.65 4000 代表的なINLプロット(AIN=10.3MHz@-0.5dBFS、 170MSPS、LVDSモード) TPC 18 14 21.25 MHz 42.5 ノイズ・パワーのプロット比 REV.0 AD9430 90 4.5 SFDR 80 TPDF (データ立ち下がり) 70 SNR TCPD (クロック出力立ち上がり) 4.0 TPDR (データ立ち上がり) 60 SINAD ns dB 50 3.5 40 30 3.0 20 10 0 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.5 –40 2.500 0 –20 20 TPC 19 40 60 80 100 温度 - ℃ フルスケール範囲−V SNR、SINAD、SFDR対フルスケール範囲 TPC 21 伝播遅延対温度、CMOSモード 900 4.5 1.4 800 1.3 VDIF – mV ns 4.0 3.5 TPD 3.0 700 1.2 600 1.1 500 1.0 400 0.9 VOS − V VOS VOD 300 0.8 200 0.7 100 0.6 TCPD 2.5 –40 –20 TPC 20 REV.0 0 20 40 温度−℃ 60 80 0 0 100 0.5 2 4 6 8 10 12 14 LVDS出力電流設定抵抗の再設定値 -kΩ 伝播遅延対温度、LVDSモード TPC 22 15 LVDS出力振幅、コモン・モード電圧対RSET、 LVDSBIASに終端接続 AD9430 図9に示すように、MC100LVEL16はENCODE入力の駆動回 路で良好に動作します。この低電圧PECLデバイスでは、 AC結合がオプションになっている点に注意してください。 アプリケーション・ノート 動作理論 AD9430のアーキテクチャは、高速性と使いやすさを実現す るために最適化されています。アナログ入力は、12ビッ ト・コアによる量子化の前に信号をサンプリングする内蔵 の高帯域幅トラック・アンド・ホールド回路を駆動します。 使いやすさを考慮して、AD9430にはリファレンス、および TTL、CMOSまたはLVPECLレベルを受け入れる入力ロジッ クが内蔵されています。デジタル出力ロジックレベルは、 S2ピンを使用して標準の3V CMOSまたはLVDS (ANSI-644互 換)のユーザ選択が可能です。 0.1μF AD9430 CLK+ PECL ゲート CLK– 0.1μF 510Ω ENCODE入力 一般的に高速A/Dコンバータは、ユーザーが用意するサンプ リング・クロックの品質にきわめて敏感です。トラック・ アンド・ホールド回路は本質的にはミキサなので、クロッ ク上で発生するノイズ、歪み、またはタイミング・ジッタ がすべて、A/D出力で必要な信号と結合してしまいます。こ のため、AD9430のENCODE入力の設計には細心の注意が払 われており、ユーザーに対しても同様にクロック・ソース に十分な配慮を行うことが推奨されます。 AD9430には、クロックのデューティ・サイクルをENCODE の立ち上がりエッジ(差動による駆動の場合はENCODEの立 ち下がりエッジ)にロックし、内部でタイミングを最適化す る安定化回路が内蔵されています。そのため、性能を劣化 させることなく入力でのデューティ・サイクルを幅広い範 囲に設定することが可能です。それでも、入力の立ち上が りエッジで発生するジッタは依然として最も留意すべき要 素であり、ジッタが内部安定化回路によって低減されるこ とはありません。この回路は常にオンに維持され、ディス エーブルにすることはできません。 ENCLOCK入力は内部で1.5V (nominal)にバイアスされ、差 動またはシングルエンドの信号をサポートします。最良の ダイナミック性能を確保するには、差動信号を推奨します。 図9 510Ω LVEL16によるENCODE入力の駆動 アナログ入力 AD9430のアナログ入力は、差動バッファ入力です。最良の ダイナミック性能を得るには、VIN+とVIN-のインピーダン スのマッチングが必要です。アナログ入力は優れた広帯域 性能が得られるように最適化されており、各入力を差動で 駆動することが必要です。アナログ入力をシングルエンド 信号で駆動すると、SNRおよびSINAD性能が大幅に劣化し ます。シングルエンド/差動変換が必要なアプリケーショ ンでは、Minicircuits社のADT1-1WTなどの広帯域トランス を利用すると、最適な差動アナログ入力を供給できます。 両方のアナログ入力は、チップ内蔵の抵抗分圧器によって 2.8V(nominal)に自己バイアスされます(「等価回路」を参 照)。 AD9430のアナログ入力回路部の設計においては、入力のオ ーバドライブ時でのデータの損害や消失を防止するために、 細心の注意が払われています。入力範囲は1.5VDIFFp-p(nominal)です。差動入力範囲は768mVp-p×2(nominal)です。 表 I 出力選択コーディング S1 (データ・フォーマット選択) S2 S4 (LVDS/CMOSモード選択)1 (I/P選択) S5 (フルスケール選択)2 モード 1 0 X X X X X X X 0 0 1 X X X X X X X 1 0 2の補数 オフセット・バイナリ デュアルモードCMOSインターリーブ デュアルモードCMOSパラレル LVDSモード フルスケール= 0.768V フルスケール= 1.536V X X 1 0 X X X X=無関係 注 1. S4はCMOSモードのみに使用されます(S2=0)。S1-S5はすべて、30kΩのプルダウン抵抗を内蔵。 2. S5はフルスケール調整ピンです(「アナログ入力」を参照)。 インターリーブ・モード時には、ポートA上の出力データがポートB上の出力データ変化から1/2出力クロック・サイクル分だけオフセットされます。 インターリーブ・モード パラレル・モード 16 REV.0 AD9430 クロック出力(DCO、DCO) ENCODE入力は2分周され(CMOSモード時)、DCOとDCOの各ピ ンでチップからクロックが出力されます。このクロックはオフチップの ラッチ動作が可能で、 スキューの小さなクロック動作ソリューションが 提供されます(タイミング図を参照)。スイッチング・ トランジェントの性能 への悪影響を制限するために、 チップ内蔵のクロック・バッファが5pF を超える容量を駆動してはいけません。出力クロックは、 CMOSモー ドの選択時(S2=0)にはCMOSレベルであり、LVDSモードの選択 時(S2=VDD)にはLVDSレベルである点に注意してください(LVDS モード時には、 レシーバに100Ωの差動終端抵抗を接続する必要が あります)。LVDSモード時の出力クロックは、 ENCODEレートでスイッ チします。 S5 = GND VIN+ 768mV 2.8V 2.8V VIN– 図10 電圧リファレンス 安定した高精度の1.23V電圧リファレンス(VREF)がAD9430に内 蔵されています。アナログ入力のフルスケール範囲は、VREFの電 圧に直線的に比例します。VREF、SENSE、 およびGROUNDに外 部抵抗ネットワークを追加することにより、 VREF (および入力フルス ケールも同様)を変更することが可能です(図12を参照)。VREFの 調整範囲が±5%であれば、目立った性能劣化は起こりません。 SENSEピンをVDDに接続する(内部電圧リファレンスをディスエーブ ルにする)方法によって、 外部リファレンスを使用して、 外付けリファレ ンス電圧でVREFを駆動できる点にも着目してください。内部および 外部リファレンス・アプリケーションでは、 VREFピンとグラウンドの間に 0.1μFのコンデンサを接続することを推奨します。 差動アナログ入力範囲 S5 = AVDD VIN+ 2.8V 768mV 2.8V VIN– = 2.8V 図11 シングルエンド・アナログ入力範囲 K フルスケール S5 = 0 —> K = 1.24 S5 = 1 —> K = 0.62 デジタル出力 S2ピンを使用して、 チップ上のオフチップ・ ドライバをCMOSまたは LVDSコンパチブルの出力レベルに設定できます。 C M O Sデジタル出 力 ( S 2=0 )は、消 費 電 力を低 減するために TTL/CMOSコンパチブルになっています。出力が個別の電源 (DRVDD)からバイアスされるので、外部ロジックとのインターフェー スが容易です。出力は、振幅がグラウンド電位からDRVDDまで (DC負荷のない場合)のCMOSデバイス出力です。出力のパターン 配線を短く維持することで(CLOADのトータル容量が5pFより小さい場 合は1インチ未満)、 ADCが駆動する容量性負荷を最小限に抑える ことを推奨します。CMOSモードの動作時には、 スイッチング・ トランジ ェントの性能への悪影響を低減するために、 値の小さな(20Ω)直列 ダンピング抵抗をデータ・ラインに配置することも推奨します。 – + 1V A1 200Ω SENSE 1kΩ A1 ディスエーブル 図12 VDD 電圧リファレンス等価回路の簡略図 NPR試験 ノイズ・パワー比試験とは、信号が一般的に「ノイズと同 様な」周波数スペクトルを含むQAM信号であるケーブル・ システムのリターン経路を特性評価する目的でよく利用さ れる試験です。AD9430のNPR性能は研究室で特性評価され、 19MHzのアナログ入力時にNPRの実効値が56.9dBであるこ とが実証されています。この数値は、13.6dBのバックオフ 時における11ビットADCの理論上のNPR最大値である 57.1dBと十分に適合しています。FFTを利用して、ノッチ内 部信号のrmsノイズ・パワーをノッチ外部のrmsノイズ・レ ベルと比較します。試験に必要なノッチ深さを設定できる 高次の阻止帯域フィルタと同様に、ノッチ内部で十分なサ ンプル数を保証するうえで十分に長い記録長が試験の要求 条件になります。 LVDS出力 3.4ΩのRSET抵抗をピン7 (LVDSBIAS)とグラウンド間 S2=VDDとし、 に接続すると、LVDS出力が供給されます。RSET抵抗電流(∼ 1.2/RSET)はチップ上で比率設定され、各出力の電流が3.5mA (nominal、 10×IRSET)に等しい値に設定されます。100Ωの差動終 端抵抗をLVDSレシーバ入力に接続すると、 レシーバ側で350mV (nominal) の電圧振幅レベルが得られます。LVDSモード時には、 ノイズの多い環境で優れたスイッチング性能を確保するための LVDS機能を備えたカスタムASICやFPGAのLVDSレシーバとのイ ンターフェース動作が可能になります。100Ωの終端抵抗をレシーバ に可能な限り近接させて実装する、 シングルのポイント ・ツー・ポイント のネット ・ トポロジーを推奨します。 さらに、 パターン配線長を1、 2インチ 程度に保ち、差動出力のパターン配線を可能な限り等しい長さに 維持することも推奨します。 REV.0 0.1μF VREF 17 AD9430 AD9430評価ボード AD9430評価ボードを利用すると、AD9430を容易にテスト できます。テストにはクロック・ソース、アナログ入力信 号、3.3V電源が必要です。クロック・ソースはボード上で バッファされ、ADC、ボード実装DAC、ラッチ用のクロッ ク、およびデータ・レディー信号が供給されます。デジタ ル出力と出力クロックは、P3とP4の2個の40ピン・コネクタ から供給されます。ボードはいくつかの異なる動作モード が可能で、以下の設定で出荷されます。 ・オフセット・バイナリ ・内部電圧リファレンス ・CMOSパラレル・タイミング ・フルスケール調整=ロー 電圧リファレンス AD9430には、1.23Vの電圧リファレンスが内蔵されています。 E24-E27とE25-E26の各ジャンパをオープンの状態に維持す ると、AD9430はデフォルトとして内部リファレンスを使用 します。オプションの抵抗R3を実装すると、フルスケール を大きくすることが可能です。必要な抵抗値はプロセスに応 じて異なるので、そのアプリケーションに合わせて調整する ことが必要です。同様にR4を実装して、フルスケールを小 さくすることも可能です。この場合も同じように、抵抗値の 調整が必要です。外部リファレンスを使用するときには、 SENSEピンを3.3Vに接続します(E26-E25のジャンパ配線を行 います)。E27-E24のジャンパ配線を行うと、ADCのVREFピ ンが電源コネクタのEXT_VREFピンに接続されます。 電源コネクタ 電源は、切り離し可能な12ピン電源端子板(4ピン端子板×3 個)経由でボードに供給されます。 データ・フォーマットの選択 データ・フォーマットの選択によって、ADCの出力デー タ・フォーマットを設定します。DFS (E1-E2)をローに設定 すると、出力フォーマットがオフセット・バイナリになりま す。DFSをハイ(E1-E3)に設定すると、出力フォーマットは2 の補数になります。 表 II AVDD3.3V DRVDD3.3V VDL3.3V EXT_VREF* VCLK/V_XTAL VAMP 電源コネクタ ADC用のアナログ電源(∼350mA) ADC用の出力電源(∼28mA) サポート・ロジックとDAC用の電源(∼350mA) オプションの外部リファレンス入力 クロック・バッファ/オプションのXTAL用の電源 オプション・アンプ用の電源 I/P 出力タイミングはE11-E13で設定します。E12-E11でS4をロ ーに設定し、パラレル出力タイミング・モードになります。 また、E11-E13でS4をハイに設定し、インターリーブ・タイ ミング・モードになります。 * LVEL16クロック・バッファには、E47ジャンパのAVDDまたはVCLKから電源を供給できます (AVDD、DRVDD、およびVDLは最低限必要な電源接続です)。 アナログ入力 評価ボードは、グラウンドを中心電位とする1.3Vp-pのアナ ログ入力信号をSMBコネクタJ4から入力します。この信号は、 R16によって50Ωでグラウンドに終端されます。あるいは、 入力をR13とR14によってトランスT1の二次側に終端するこ とも可能です。T1は、シングルエンド/差動変換を行う広帯 域のRFトランスであり、ADCを差動で駆動することが可能 なので、偶数次の高調波成分が最小限に抑えられます。オプ ションとして、2番目のトランスT2を必要に応じてT1の後段 に実装できます。これを利用すると、高いアナログ入力周波 数(>100MHz)に対して、多少(∼1-2dB)の性能上の利点が確 保されます。T2を実装する場合には、パッドで2本の短絡配 線パターンを切断する必要があります。アナログ信号は、 ADC入力においてR41、C12およびR42、C13によってローパ ス・フィルタリングされます。 タイミング制御 PCBのタイミング制御部でクロックの反転が可能なので、ラ ッチ・クロック動作と出力タイミングの柔軟性が得られま す。バッファ・クロックはすべてXORによってバッファさ れ、そのクロックに該当するジャンパ位置を移動することで クロックを反転できます。 データ出力 ADCのデジタル出力は、4個のLVT574によってボード上でラ ッチされます。ラッチ出力は、2個の40ピン・コネクタのP23 (チャンネルA)のピン11-33、およびP3 (チャンネルB)のピン 11-33から供給されます。ラッチ出力クロック(データ・レデ ィー)はP23 (チャンネルA)のピン37、およびP3 (チャンネル B)のピン37から供給されます。必要に応じて、データ・レデ ィー・クロックをタイミング制御部で反転させることが可能 です。 ゲイン フルスケールは、E17-E19で設定します。E17-E18でS5をロ ー、フルスケール=1.5V差動に設定します。また、E17-E19 でS5をハイ、フルスケール=0.75V差動に設定します。 Δ: 4.6nS C1 FREQ 84.65608MHz ENCODE ENCODEクロックは、SMBコネクタJ5を通して50Ωでグラウ ンドに終端されます。入力は高速差動レシーバ(LVEL16)に AC結合され、レシーバは性能の最適化に必要な低ジッタ、 高速エッジ・レート動作を行います。J5入力は、0.5Vp-pよ り大きいことが必要です。EL16に供給される電源は、ジャ ンパE47で設定します。AVDDからバッファに供給される電 源はE47-E45で設定し、VCLK/V_XTALからバッファに供給 される電源はE47-E46で設定します。 1 2 CH1 図13 18 2.00VΩ CH2 2.00VΩ M 5.00nS CH2 データ出力およびクロック@80ピン・コネクタ REV.0 AD9430 オプションのアンプ ゲインが要求される低周波数アプリケーション用に広帯域 差動アンプ(AD8350)を実装できるように、トランスT2のフ ットプリントを変更することが可能です。この場合、動作 のためにピン2を切り離し、開放状態に維持する必要がある 点に注意してください。インピーダンス・マッチングのた めに、入力トランスT1を4:1に変更することも必要であり、 ADC入力のフィルタリングによって性能が改善されます (AD8350のデータシートを参照)。SNR/SINAD性能は 61dB/60dBにすることが可能ですが、性能は約30MHzで劣化 し始めます。 DAC出力 ボード上に実装されている2チャンネルDACのAD9753によ って、各チャンネルが再構成されます。AD9753はデバッグ 支援目的なので、ADCの性能測定に使用してはいけません。 AD9753は、50Ωの終端抵抗を内蔵した電流出力DACです。 図14は、フルスケール・アナログ入力に対するDACの出力 を示します。スコープの設定は、低帯域幅です。 C1 FREQ 10.33592MHz C1 PK-PK 448mV 配線パターンの切断 1 AD8350 CH1 M 25.0nS CH1 2.00mVΩ 図14 248mV 1 DAC出力 ENCODE用XTAL オプションのXTAL発振器をボード上に実装してPCBのクロ ック・ソースとして使用できます。XTALの電源は、電源コ ネクタのVCLK/VXTALピンから供給されます。発振器を使用 する場合は、最良の結果を得るために終端が正しく行われて いることを確認してください。ボードのテストは、Valpey Fisher VF561およびVectron JN00158-163.84で行われています。 VF561を用いたテストの結果を下の図に示します。 配線パターンの 切断 図16 トラブルシューティング ボードが正しく動作していないと考えられる場合には、以 下のチェックを行ってください。 ・ICの各ピンが通電状態であることを確認します。 ・すべてのジャンパが所望の動作モードに対応した正しい 位置に配線されていることをチェックします。 ・VREFが1.23Vであることを確認します。 ・ENCODEクロックとアナログ入力を低速(10MSPS/1MHz) で実行してみて、574、DAC、ADCの出力を交互にトグル しながらモニタします。 0 ENCODE 163.84MHz ANALOG 65.02MHz SNR 63.93dB SINAD 63.87dB FUND –0.45dBFS 2ND –85.62dBc 3RD –91.31dBc 4TH –90.54dBc 5TH –90.56dBc 6TH –91.12dBc THD –82.21dBc SFDR 83.93dBc SAMPLES 8k NOISEFLR –100.44dBFS WORSTSP –83.93dBc –10 –20 –30 dB –40 –50 –60 –70 AD9430 PCB上でのAD8350の使用 AD9430評価ボードは、アナログ・デバイセズ社のお客様用 の設計例として提供されます。弊社では、特定の目的に対 する商業可能性または適合性に関して、明示、法定、もし くは暗示を問わず、保証を行うことは一切ありません。 –80 –90 –100 0 図15 20 40 MHz 80 60 FFT-クロック・ソースとしてVF561XTALを使用 3.3V + 信号発生器 REFIN バンドパス・ フィルタ 3.3V – AVDD GND アナログ J4 + 3.3V – DRVDD GND + VDL GND AD9430評価ボード 10MHz REFOUT 信号発生器 クロック J5 図17 REV.0 評価ボードの接続 19 – データの 取り込みと処理 AD9430 表III 評価ボードの部品表 番号 数量 1 47 2 3 4 5 6 7 1 2 1 1 7 9 参照記号 デバイス パッケージ 値 備考 C1, C3–C11, C15–C17, C19–C29, C31–C48, C58–C62 C2 C12, C13 C14 C18 C30, C49, C63–C67 E3–E1–E2 E19–E17–E18 E13–E11–E12 E26–E25–E27–E24 E46–E47–E45 E35–E33–E34 E32–E30–E31 E29–E23–E28 E22–E16–E21 J1, J2, J3, J4, J5, J6 P3, P23 P 4, P21, P22 コンデンサ 0603 0.1μ F コンデンサ コンデンサ コンデンサ コンデンサ コンデンサ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ 4ピン・ヘッダ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ 3ピン・ヘッダ/ジャンパ SMB 40ピン・ヘッダ 4ピン電源コネクタ 0603 0603 0603 0603 CAPL 10 pF 20 pF 0.01μF 1μF 10 μF C43, C47 未実装 未実装 未実装 抵抗 8 9 10 6 2 3 11 10 12 13 3 14 14 15 16 17 18 5 4 1 1 7 19 20 4 8 21 2 R1, R5, R13, R14, R16, R25, R27, R28, R41, R42 R2, R3, R4 R6–R8, R10, R15, R21–R24, R33–R36, R38 R9, R11, R12, R30, R37 R17, R18, R19, R20 R26 R29 R31, R32, R39, R40, R43, R44, R45 RZ1, RZ2, RZ3, RZ4 RZ5, RZ6, RZ7, RZ8, RZ9, RZ10, RZ11, RZ12 T 1, T2 22 23 24 25 26 1 1 1 4 1 U1 U2 U3 U 4, U5, U6, U7 U9 SMB J2は未実装 Z5.531.3425.0 Wieland 0603 25.602.5453.0 50Ω 抵抗 抵抗 0603 0603 3.9 kΩ 100 Ω Wieland R1, R13, R14は 未実装 R3、R4は未実装 R15, R21–R24は 未実装 抵抗 抵抗 抵抗 抵抗 抵抗 0603 0603 0603 0603 0603 0Ω 510 Ω 2 kΩ 390 Ω 1 kΩ 抵抗パック220Ω 抵抗パック22Ω SO16RES SO16RES 742C163221JTR 742C163220JTR CTS CTS トランス CD542 T2は未実装 AD9430BSV M C100LVEL16D 74LVC86 74LVT574 AD9753AST TQFP100 SO8NB SO14NB SO20 LQFP48 Minicircuits ADT1–1WT ADC クロック・バッファ XOR ラッチ DAC 20 ポストの切り 離しが可能な コネクタ C30は未実装 REV.0 J4 アナログ C6 0.1μF GND GND VCC VCC GND VCC GND VCC GND E1 E4 E8 E11 E14 E19 1 4 2 5 3 6 PRI SEC VDL R14 29Ω GND GND GND COUT E7 E20 GND ENCODE J5 EXT_VREF VCC COUTAB COUTA C5 0.1μF VCC E24 E46 E45 R17 510Ω R10 510Ω VEE 5 GND C8 0.1μF Q QN 8 VCC 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 GND R20 510Ω GND C10 0.1μF 11 8 6 3 R36 100Ω R35 100Ω R34 100Ω R33 100Ω DRB CLKLATB DRA CLKLATA デバイス下側のグラウンド・パッド PLB GND U3 74LVC86 U3 74LVC86 U3 74LVC86 U3 74LVC86 GND C13 20pF データ同期J1 C36 0.1μF R42 25Ω GND GND VCC GND GND GND VCC VCC GND GND GND VCC VCC C12 GND 20pF C1 0.1μF 3 DN 4 VBB D U2 MC100LVEL 16 2 E47 C47 0.1μF R6 100Ω 9 10 4 5 1 2 12 13 R2 VCC 3.9kΩ GND E21 GND R41 25Ω C11 0.1μF R7 100Ω E22 COUTAB E28 GND E16 E26 GND VCC GND E29 COUTAB VCC R8 100Ω COUTA R10 100Ω E31 E23 E30 E32 E34 COUTA GND VCC GND C43 0.1μF E29 E27 VCLK 4 1 2 5 6 3 PRI SEC T2 ADT1-1WT T2 (オプション) R3、R4 (オプション) R4 R3 GND R11 R9 R27 50Ω GND R13、R14 (オプション) C2 10pF C3 0.1μF R39 1kΩ R40 1kΩ H2 MTHOLES H2 COUTB MTHOLES H3 MTHOLES H4 MTHOLES DRVDD C7 R13 0.1μF 25Ω E2 E5 E3 E6 E9 E10 E12 E13 E18 E19 GND GND DRVDD GND AVDD (VCC) VCLK/ V_XTAL EXT_VREF GND VDL E17 T1 ADT1-1WT P21 P4 P22 PTMICA04 PTMICA04 PTMICA04 R16 50Ω 1 2 3 4 1 2 3 4 VCC P1 P2 P3 P4 P1 P2 P3 P4 E35 R1 50Ω 00 R12 U1 AD9430 + C30 10μF GND GND C4 0.1μF VCC C9 E36 R19 510Ω0.1μF R1は未実装 J2 GND GND R5 50Ω GND VCC VCC VCC GND GND E33 CLK– VCC VCC GND CLK+ GND VAMP GND VCC VCC GND GND VCC VCC GND GND GND VCC VCC VCC GND GND GND VCC 21 GND 1 2 3 4 DRVDD GND 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 REV.0 評価ボードの回路図 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 図18a DRVDD GND P1 P2 P3 P4 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 DRVDD GND COUT COUTB DRVDD GND GND DRVDD GND 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ4 220 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ3 220 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ2 220 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ1 220 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 GND GND GND GND GND GND GND GND 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 LVT574 GND D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 VCC CLOCK U7 OUT_EN D0 CLOCK Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 VCC LVT574 GND D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 CLOCK U6 OUT_EN Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 VCC LVT574 GND D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OUT_EN U5 LVT574 GND D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 VCC CLOCK U4 OUT_EN VDL 4 3 2 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ5 22 CLKLATB VDL R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ6 22 CLKLATA VDL R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ7 22 CLKLATA VDL R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 RZ8 22 CLKLATA 12 DM5 8 13 DM6 7 14 DM7 6 15 DM8 5 16 17 18 19 20 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 DYB DYA DY0 DY1 DY2 DY3 DY4 DY5 DY6 DY7 DY8 DY9 DY10 DY11 DRY DXB DXA DX0 DX1 DX2 DX3 DX4 DX5 DX6 DX7 DX8 DX9 DX10 DX11 DRX GND GND P39 P37 P35 P33 P31 P29 P27 P25 P23 P21 P19 P17 P15 P13 P11 P9 P7 P5 P3 P1 P39 P37 P35 P33 P31 P29 P27 P25 P23 P21 P19 P17 P15 P13 P11 P9 P7 P5 P3 P1 C4OMS P3 P40 P38 P36 P34 P32 P30 P28 P26 P24 P22 P20 P18 P16 P14 P12 P10 P8 P6 P4 P2 C4OMS P23 P40 P38 P36 P34 P32 P30 P28 P26 P24 P22 P20 P18 P16 P14 P12 P10 P8 P6 P4 P2 GND GND DRB GND DY11 DY10 DY9 DY8 DY7 DY6 DY5 DY4 DY3 DY2 DY1 DY0 DYA DYB DRY GND GND DRA GND DX11 DX10 DX9 DX8 DX7 DX6 DX5 DX4 DX3 DX2 DX1 DX0 DXA DXB DRX AD9430 AD9430 VCC + C64 10μF C16 0.1μF C17 0.1μF C19 0.1μF C21 0.1μF C20 0.1μF C23 0.1μF C24 0.1μF C25 0.1μF C22 0.1μF C27 0.1μF C26 0.1μF C29 0.1μF C28 0.1μF C31 0.1μF C42 0.1μF C41 0.1μF C32 0.1μF C35 0.1μF GND VDL + C67 10μF C44 0.1μF C15 0.1μF C37 0.1μF GND DRVDD VCLK C60 0.1μF C59 0.1μF VREF C58 0.1μF GND + GND + C63 10μF GND GND VCLK OPIN B GND OPIN B GND OUT– C14 0.1μF P1 R21 100Ω VCLK 8 7 6 5 R22 100Ω VCLK GND AD8350 R23 100Ω オプションのアンプ P2 IN+ 1 R24 100Ω オプションのXTAL 2 OPIN J6 R25 50Ω GND E4Z GND GND E40 E41 R28 50Ω R44 C33 GND 0.1μF GND C38 0.1μF OPIN C18 1μF R29 GND 392Ω VOL GND GND 1kΩ E39 R26 2kΩ E37 E38 VOL GND R43 1kΩ DRA R32 1kΩ GND VOL C46 0.1μF C45 0.1μF 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 RZ12 R8 8 10 R7 7 36 11 R6 6 35 12 R5 5 34 13 R4 4 33 14 R3 3 5 32 15 R2 2 6 31 16 R1 1 R37 2 0Ω 3 4 GND GND R45 1kΩ 9 1 GND R31 1kΩ 47 48 GND VOL U10 C34 VOL 0.1μF GND J3 R30 0Ω 4 GND VAMP GND VOL 3 OUT+ VCC 6 5 OUTPUT B 4 OUTPUT U8 AD9753 2 15 8 28 R6 6 DX9 3 R3 11 14 9 27 R5 5 DX8 4 R4 12 13 26 R4 4 5 R5 13 DX7 12 10 11 25 R3 3 DX6 6 R6 14 11 12 R2 2 DX5 7 R7 15 10 R1 1 DX4 8 R8 16 9 24 7 DX10 23 R7 21 10 20 29 19 7 18 8 16 R2 17 R1 16 R8 1 15 DYA DY0 DY1 DY2 DY3 RZ10 DX11 14 DYB 22 RZ9 13 30 9 DY4 DY5 DY6 DY7 DY8 DY9 DY10 DY11 22 22 RZ11 DX3 1 R1 16 DX2 2 R2 15 DX1 3 R3 14 DX0 4 R4 13 DXA 5 R5 12 DXB 6 R6 11 7 R7 10 8 R8 9 GND GND C48 0.1μF GND GND GND 1 E/D 2 NC 3 GND VF561 XTAL用抵抗R38 C40 0.1μF C49 10μF GND GND R15 100Ω R38 100Ω VAMP C14 0.01μF C66 10μF VCC C62 0.1μF IN– C61 0.1μF ENBL C65 10μF 22 + VOL GND C39 0.1μF 22 図18b 評価ボードの回路図 22 REV.0 AD9430 図19 PCBの上側シルクスクリーン面 図20 図21 REV.0 図22 PCBの上面配線 PCBの分離電源プレーン 図23 PCBのグラウンド層 図24 23 PCBの裏面配線 PCBの裏側シルクスクリーン面 AD9430 外形寸法 TDS07/2002/1000 サイズはmmと(インチ)で示します。 100ピンTQFP (露出ヒートシンク付き) (TQFP-100) 1.20 (0.0472) MAX 0.75 (0.0295) 0.60 (0.0236) 0.45 (0.0177) 16.00 (0.6299) SQ 14.00 (0.5511) SQ 100 1 76 76 75 75 BOTTOM VIEW 実装面 100 1 上面図 (ピンは下側) 導電性 ヒートシンク 50 25 26 50 49 1.05 (0.0413) 1.00 (0.0394) 0.95 (0.0374) 0.15 (0.0059) 0.05 (0.0020) 0.50 (0.0197) BSC 0.27 (0.0106) 0.22 (0.0087) 0.17 (0.0067) 25 49 26 6.50 (0.2559) NOM 7° 0° 寸法管理は、ミリメータ。括弧内のインチ寸法は、参考目的にミリメートル値を丸め処理してあるため、 設計目的には適しません。 PRINTED IN JAPAN 注 1. 特に注記のない限り、中心値はtypです。 2. AD9430には導電性のヒート・スラグが実装されており、熱の消散を助け、工業温度範囲の全域で信頼性の高いデバイス動作を 保証するうえでも効果的です。スラグはパッケージの底部に露出しており、チップのグラウンドに電気的に接続されています。 導電性スラグと接触するパッケージ部分の真下に、PCBの信号パターン配線を走らせたり、ヴァイアを配置したりしないことを 推奨します。スラグをグラウンド・プレーンに接続するとデバイスの接合部温度が低下するので、高温環境で効果的です。 このデータシートはエコマーク認定の再生紙を使用しています。 24 REV.0