14ビット、80MSPS/105MSPS/ 125MSPS、1.8VのA/Dコンバータ AD9246 機能ブロック図 特長 オンチップの電圧リファレンスとサンプル&ホールド・アンプ DNL=±0.4LSB フレキシブルなアナログ入力レンジ:1∼2Vp-p オフセット・バイナリ、グレーコード、 2 の補数のデータ・ フォーマット クロック・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 選択可能なデジタル・テスト・パターン生成機能 クロックとデータのプログラマブル・アライメント AVDD AD9246 VIN+ MDAC1 SHA VIN– 4 3 補正用ロジック OR 15 出力バッファ DCO D13 (MSB) VREF D0 (LSB) SENSE 0.5V REF 選択 クロック・ デューティ・ サイクル・ スタビライザ CLK+ CLK– SCLK/DFS 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、 または2 の補数のフォーマットで提供します。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。 2000 バッテリ駆動計測機器 携帯型スコープメータ 低価格のデジタル・オシロスコープ 概要 AD9246は、高性能のサンプル&ホールド・アンプ(SHA)と オンチップ電圧リファレンスを備えた、1.8V単電源、14ビット、 80MSP/105MSPS/125MSPS のモノリシック A/D コンバータ (ADC)です。出力誤差補正ロジックを備えた複数段の差動パ イプライン・アーキテクチャによって125MSPS のデータレー トで14ビットの精度を達成し、動作温度範囲の全域でノー・ミ AD9246は48ピンLFCSPパッケージで提供しており、工業温度 範囲(−40∼+85℃)で仕様が規定されています。 製品のハイライト 1. AD9246は1.8Vの単電源で動作し、1.8∼3.3Vのロジック・ ファミリーに対応するデジタル出力ドライバ電源を別に備 えています。 2. 特許取得済みのSHA入力は、225MHzまでの入力周波数に スコードを保証します。 広帯域幅で、真のに差動入力を備えたSHAを内蔵しているため、 シングルエンドのアプリケーションを含め、選択可能なさまざ まな入力レンジとオフセットを提供します。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。 また、既存のADCと比べ消費電力とコストを大きく節約できる ため、通信、画像処理、医療用超音波装置のアプリケーション に適しています。 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 8 A/D REFB 超音波装置 通信レシーバのIFサンプリング:IS-95、CDMA-One、IMT- REV. A 8段の1 1/2ビット・ パイプライン A/D REFT AGND アプリケーション DRVDD 05491-001 1.8Vのアナログ電源動作 1.8∼3.3Vのデジタル出力用電源 70MHzまでの入力に対するSNR=71.7dBc(72.7dBFS) 70MHzまでの入力に対するSFDR=85dBc 低消費電力:395mW(@125MSPS) 650MHz帯域幅の差動入力 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. 標準のシリアル・ポート・インターフェースは、データ・ フォーマット(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、電圧リファレン ス・モードのイネーブル設定など、さまざまな機能に対応 します。 5. AD9233 とピン互換であり、12 ビットから14 ビットへの移 行が簡単にできます。 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 AD9246 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注意事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 電圧リファレンス. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 クロック入力に関する注意事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ジッタに関する注意事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 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を使用した設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ハードウェア・インターフェース. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 SPIを使用しない設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 メモリ・マップ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 メモリ・マップ・テーブルの読出し. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 メモリ・マップ・レジスタ・テーブル. . . . . . . . . . . . . . . . . 25 レイアウトに関する注意事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 電源とグラウンドに関する推奨事項. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 CML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 RBIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 リファレンスのデカップリング. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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構成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 回路図. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 評価用ボード・レイアウト. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 部品表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 外形寸法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 オーダー・ガイド. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 ―2― REV. A AD9246 改訂履歴 Deleted Figure 52. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Changes to Figure 41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Changes to Figure 46 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Inserted Figure 54 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Added Data Clock Output (DCO) Section. . . . . . . . . . . . . . . . 22 Changes to Table 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Changes to Table 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Changes to the Ordering Guide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 8/06―Rev. 0 to Rev. A Added 80 MSPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Universal Changes to Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Deleted Figures 19, 20, 22, 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Deleted Figures 24, 25, 27 to 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Deleted Figures 31, 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Deleted Figures 37, 38, 40, 41 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Deleted Figure 46. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4/06―Revision 0: Initial Version REV. A ―3― AD9246 仕様 DC仕様 AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V、最大サンプリング・レート、2Vp-pの差動入力、1.0Vの内部リファレンス。特に指定のない限り、 AIN=−1.0dBFS、DCSイネーブル。 表1 パラメータ 温度 AD9246BCPZ-80 Min Typ Max AD9246BCPZ-105 Min Typ Max AD9246BCPZ-125 Min Typ Max 単位 分解能 全範囲 14 14 14 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 ±0.6 ±4.7 ±0.6 ±5.0 ±0.6 ±4.2 % FSR 微分非直線性(DNL)1 全範囲 ±1.0 LSB 積分非直線性(INL)1 全範囲 ±5.0 LSB ±1.0 25℃ 保証 ±1.0 ±0.4 ±0.4 ±5.0 ±0.4 ±5.0 LSB 25℃ ±1.5 ±1.3 ±1.5 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℃ 1.3 1.3 1.3 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 2.5 3.6 1.7 2.5 3.6 1.7 2.5 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 9 11 mA IDRVDD (DRVDD=3.3V) 全範囲 12 16 19 mA DC入力 全範囲 248 サイン波入力1(DRVDD=1.8V) 全範囲 261 337 415 mW サイン波入力1(DRVDD=3.3V) 全範囲 288 373 458 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信号、各出力ビットに約5pFの負荷がある状態で測定。 入力容量は、1本の差動入力ピンとAGNDの間の実効容量です。等価なアナログ入力構造については、図4を参照。 スタンバイ時の消費電力は、DC入力を使用し、CLKピンを非アクティブ(AVDDまたはAGNDに設定)にして測定。 ―4― REV. A AD9246 AC仕様 AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V、最大サンプリング・レート、2Vp-pの差動入力、1.0Vの内部リファレンス。特に指定のない限り、 AIN=−1.0dBFS、DCSイネーブル。 表2 温度 AD9246BCPZ-80 Min Typ Max fIN=2.4MHz 25℃ 71.9 fIN=70MHz 25℃ 71.9 パラメータ1 AD9246BCPZ-105 AD9246BCPZ-125 Min Typ Max Min Typ Max 単位 S/N比 71.9 71.9 全範囲 70.8 69.5 71.9 dBc 71.7 dBc 69.5 dBc fIN=100MHz 25℃ 71.6 71.6 71.6 dBc fIN=170MHz 25℃ 70.9 70.9 70.8 dBc 信号/ノイズ&歪み(SINAD) fIN=2.4MHz 25℃ 71.1 71.1 71.1 dBc fIN=70MHz 25℃ 71.5 70.8 70.6 dBc fIN=100MHz 25℃ 70.6 70.6 70.6 dBc fIN=170MHz 25℃ 69.9 69.9 69.9 dBc fIN=2.4MHz 25℃ 11.7 11.7 11.7 ビット fIN=70MHz 25℃ 11.6 11.6 11.6 ビット fIN=100MHz 25℃ 11.6 11.6 11.6 ビット fIN=170MHz 25℃ 11.5 11.5 11.5 ビット 全範囲 70.4 68.5 68.5 dBc 有効ビット数(ENOB) 最悪高調波(2次または3次) fIN=2.4MHz 25℃ −90 −90 −90 dBc fIN=70MHz 25℃ −85 −85 −85 dBc fIN=100MHz 25℃ −85 −85 −85 dBc fIN=170MHz 25℃ −83.5 −83.5 −83 dBc fIN=2.4MHz 25℃ 90 90 90 dBc fIN=70MHz 25℃ 85 85 dBc −76 全範囲 −73 −73 dBc スプリアスフリー・ダイナミック・ レンジ(SFDR) 85 全範囲 76 73 73 dBc fIN=100MHz 25℃ 85 85 85 dBc fIN=170MHz 25℃ 83.5 83.5 83 dBc fIN=2.4MHz 25℃ −90 −90 −90 dBc fIN=70MHz 25℃ −90 その他の最悪高調波またはスプリアス −90 −85 全範囲 −90 −80 dBc −80 dBc fIN=100MHz 25℃ −90 −90 −90 dBc fIN=170MHz 25℃ −90 −90 −90 dBc fIN=29MHz(−7dBFS)、 32MHz(−7dBFS) 25℃ 87 87 85 dBc fIN=169MHz(−7dBFS)、 172MHz(−7dBFS) 25℃ 83 83 84 dBc 25℃ 650 650 650 MHz 2調波SFDR アナログ入力帯域幅 1 全用語の定義については、アプリケーション・ノートAN-835『Understanding High Speed ADC Testing and Evaluation』を参照。 REV. A ―5― AD9246 デジタル仕様 AVDD=1.8V、DRVDD=2.5V、最大サンプリング・レート、2Vp-pの差動入力、1.0Vの内部リファレンス。特に指定のない限り、 AIN=−1.0dBFS、DCSイネーブル。 表3 パラメータ 温度 Min AD9246BCPZ-80/105/125 Typ Max 単位 差動クロック入力(CLK+、CLK−) CMOS/LVDS/LVPECL ロジック・コンプライアンス 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 Vp-p pF ロジック入力(SCLK/DFS、OEB、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 AD9246 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 AD9246BCPZ-80 Min Typ Max AD9246BCPZ-105 AD9246BCPZ-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 CLKのハイ・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 CLKのハイ・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 全範囲 350 350 350 µs 全範囲 2 2 3 サイクル 3 ウェイクアップ時間 アウト・オブ・レンジ復帰時間 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 全用語の定義については、アプリケーション・ノートAN-835『Understanding High Speed ADC Testing and Evaluation』を参照してください。 出力伝播遅延は、5pFの負荷で、CLKの50%遷移からデータの50%遷移までを測定。 ウェークアップ時間は、デカップリング・コンデンサの容量によって異なります。記載の値は、REFTとREFBの間に0.1µFのコンデンサを配置した場合のものです。 図57と「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 05491-002 DATA AD9246 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 DGNDに対するDRVDD −0.3∼+3.9V DGND∼AGND −0.3∼+0.3V 熱抵抗 DRVDD∼AVDD −3.9∼+2.0V LFCSP_VQ パッケージの露出パドルをグラウンド・プレーン DGNDに対するD0∼D13 −0.3V∼DRVDD+0.3V DGNDに対するDCO −0.3V∼DRVDD+0.3V DGND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 パッケージのタイプ AGNDに対するVIN+ −0.3V∼AVDD+0.2V 48ピンLFCSP_VQ(CP-48-3) 26.4 AGNDに対するVIN− −0.3V∼AVDD+0.2V 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 DGND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 にハンダ付けする必要があります。露出パドルをカスタマ・ ボードにハンダ付けすると、ハンダ接合部の信頼性が高くなり、 パッケージの最大の熱性能が得られます。 表6. 熱抵抗 θJA θJC 単位 2.4 ℃/W θJAとθJCの代表値は、自然空冷下での4層ボードに対するもので す。風を送れば熱の発散を効果的に促進し、θJAが低下します。 また、金属パターン配線、スルーホール、グラウンド、電源プ レーンからパッケージのリードに金属が直接触れる場合も、θJA が低くなります。 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 AD9246 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 DRV DD DRG ND D1 D0 ( L SB) DCO O EB 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 D2 D3 1 2 1番ピン 識別マーク D4 3 D5 4 D6 5 D7 6 DRGND 7 DRVDD 8 D8 9 D9 10 D10 11 D11 12 AD9246 上面図 PDWN RBIAS CML AVDD AGND VIN– VIN+ AGND REFT REFB VREF SENSE 図3. 表7. 05491-003 D12 D13 ( MSB) 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 (実寸ではありません) 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 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、パッケージ底面の露出サーマル・パッドです。 ) 45、46、1∼6、 9∼14 D0(LSB)∼D13(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 シリアル・ポート・インターフェース(SPI)®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・スタビライザ選択ピン(外部ピン・モード)。 表10を参照。 19 SCLK/DFS シリアル・ポート・インターフェースのクロック(シリアル・ポート・モード) 。 データ・フォーマット選択ピン(外部ピン・モード) 20 CSB シリアル・ポート・インターフェースのチップ選択ピン(アクティブ・ローレベル) 。 表10を参照。 22、24、33、40、42 AVDD アナログ電源 25 SENSE リファレンス・モード選択ピン。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ピン。このピンとアナログ・グラウンド(AGND)の間に 10kΩの抵抗を接続してください。 36 PDWN パワーダウン機能選択ピン 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・ローレベル) 44 DCO データ・クロック出力 REV. A ―9― AD9246 等価回路 1kΩ SCLK/DFS OEB PDWN 30kΩ 05491-004 05491-008 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 10kΩ 1kΩ CSB 1.2V 10kΩ CLK+ 05491-005 05491-010 CLK– 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 05491-006 05491-011 SDIO/DCS 図6. 図10. SDIO/DCS入力等価回路 センス等価回路 DRVDD AVDD DRGND 図7. 05491-007 6kΩ 図11. デジタル出力等価回路 ― 10 ― 05491-012 VREF VREF等価回路 REV. A AD9246 代表的な性能特性 AVDD = 1.8V 、 DRVDD = 2.5V 、最大サンプリング・レート、 DCS イネーブル、 1V の内部リファレンス、 2Vp-p の差動入力、 AIN=−1.0dBFS。特に指定のない限り、64kサンプル、TA=25℃。図はすべて、全スピード・グレードの代表的な性能です。 0 0 125MSPS 2.3MHz @ –1dBFS SNR = 71.9dB (72.9dBFS) ENOB = 11.7ビット SFDR = 90dBc –20 –20 –40 –80 –100 –120 –120 0 15.625 31.250 62.500 46.875 周波数(MHz) 図12. –140 0 15.625 31.250 46.875 62.500 周波数(MHz) AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=2.3MHz) 図15. 0 AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=100.3MHz) 0 125MSPS 30.3MHz @ –1dBFS SNR = 71.9dBc (72.9dBFS) ENOB = 11.6ビット SFDR = 88.8dBc –20 125MSPS 140.3MHz @ –1dBFS SNR = 71dB (72dBFS) ENOB = 11.4ビット SFDR = 85dBc –20 –40 –60 –80 –60 –80 –100 –100 –120 –120 0 15.625 31.250 46.875 62.500 周波数(MHz) 図13. –140 05491-014 –140 0 15.625 31.250 46.875 62.500 周波数(MHz) AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=30.3MHz) 図16. 0 05491-017 振幅(dBFS) –40 AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=140.3MHz) 0 125MSPS 70.3MHz @ –1dBFS SNR = 71.7dB (72.7dBFS) ENOB = 11.5ビット SFDR = 85dBc –20 125MSPS 170.3MHz @ –1dBFS SNR = 70.8dB (71.8dBFS) ENOB = 11.4ビット SFDR = 83.4dBc –20 –40 振幅(dBFS) –40 –60 –80 –60 –80 –100 –100 –120 –120 0 15.625 31.250 46.875 62.500 周波数(MHz) 図14. –140 05491-015 –140 0 15.625 31.250 46.875 62.500 周波数(MHz) AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=70.3MHz) 図17. ― 11 ― AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=170.3MHz) 05491-018 振幅(dBFS) –80 –100 –140 振幅(dBFS) –60 05491-016 振幅(dBFS) –60 05491-013 振幅(dBFS) –40 REV. A 125MSPS 100.3MHz @ –1dBFS SNR = 71.6dBc (72.6dBFS) ENOB = 11.5ビット SFDR = 85dBc AD9246 0 95 125MSPS 225.3MHz @ –1dBFS SNR = 70.3dB (71.3dBFS) ENOB = 11.3ビット SFDR = 80.4dBc –20 SFDR = +25°C 90 SFDR = –40°C SNR/SF DR ( dBc) 振幅(dBFS) –40 –60 –80 85 SFDR = +85°C 80 SNR = +85°C SNR = +25°C 75 SNR = –40°C –100 0 15.625 31.250 62.500 46.875 周波数(MHz) 図18. 65 05491-019 –140 0 50 100 150 250 200 入力周波数(MHz) AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=225.3MHz) 図21. 05491-022 70 –120 AD9246のシングル・トーンSNR/SFDR 対入力周波数(fIN)と温度(2Vp-pフル スケール) 95 0 125MSPS 300.3MHz @ –1dBFS SNR = 69.3dB (70.3dBFS) ENOB = 11ビット SFDR = 77.5dBc –20 SFDR = +85°C 90 SNR/SF DR ( dBc) 振幅(dBFS) –40 –60 –80 85 SFDR = –40°C SFDR = +25°C 80 75 –100 SNR = +85°C –120 0 15.625 31.250 62.500 46.875 周波数(MHz) 図19. 65 05491-020 –140 SNR = –40°C SNR = +25°C 0 50 100 150 250 200 入力周波数(MHz) AD9246-125のシングル・トーンFFT (fIN=300.3MHz) 図22. 05491-023 70 AD9246のシングル・トーンSNR/SFDR 対入力周波数(fIN)と温度(1Vp-pフル スケール) 0 120 ゲイン/オフセット誤差(%FSR) SFDR (dBFS) SNR (dBFS) 80 60 40 SFDR (dBc) 85dBリファレンス・ライン オフセット誤差 –0.25 –0.50 ゲイン誤差 –0.75 20 –80 –70 –60 –50 –40 –30 –20 –10 振幅(dBFS) 図20. 0 –1.00 –40 –20 0 20 40 60 80 温度(℃) AD9246のシングル・トーン SNR/SFDR対入力振幅(AIN) (fIN=2.4MHz) 図23. ― 12 ― 05491-035 SNR (dBc) 0 –90 05491-040 SNR/SF DR ( dBc および dBF S) 100 AD9246のゲイン、オフセット対温度 REV. A AD9246 0 0 125MSPS 29.1MHz @ –7dBFS 32.1MHz @ –7dBFS SFDR = 85dBc (92dBFS) –40 振幅(dBFS) SFDR (dBc) –20 SFDR/IMD3 ( dBc および dBF S) –20 –60 –80 –100 –40 IMD3 (dBc) –60 –80 SFDR (dBFS) –100 –120 31.250 46.875 62.500 周波数(MHz) 図24. –120 –90 05491-025 15.625 0 –66 –54 –42 –30 –6 –18 入力振幅(dBFS) AD9246-125のツー・トーンFFT (fIN1=29.1MHz、fIN2=32.1MHz) 図27. AD9246:入力振幅(AIN)対 2周波 SFDR/IMD(fIN1=29.1MHz、 fIN2=32.1MHz) 0 0 125MSPS 169.1MHz @ –7dBFS 172.1MHz @ –7dBFS SFDR = 84dBc (91dBFS) SFDR (dBFS) –20 SFDR/IMD3 ( dBc および dBF S) –20 –40 振幅(dBFS) –78 05491-028 IMD3 (dBFS) –140 –60 –80 –100 –40 IMD3 (dBFS) –60 –80 SFDR (dBc) –100 –120 31.250 46.875 62.500 周波数(MHz) 図25. 05491-026 15.625 0 –120 –90 AD9246-125のツー・トーンFFT (fIN1=169.1MHz、fIN2=172.1MHz) 図28. –54 –42 –30 –6 –18 AD9246:入力振幅(AIN)対 2周波 SFDR/IMD(fIN1=169.1MHz、 fIN2=172.1MHz) 0 –20 –40 –40 –60 –60 –80 –80 –100 –100 –120 0 15.36 図26. 30.72 周波数(MHz) 46.08 61.44 NPR = 62.9dBc ノッチ @ 18.5MHz ノッチ幅 = 3MHz –120 0 15.625 31.250 46.875 周波数(MHz) AD9246-125: 2つの64k WCDMAキャリア (fIN1=215.04MHz、fS=122.88MSPS) 図29. ― 13 ― AD9246:ノイズ電力比 62.500 05491-089 振幅(dBFS) –20 05491-085 振幅(dBFS) –66 入力振幅(dBFS) 0 REV. A –78 05491-029 IMD3 (dBc) –140 AD9246 100 10 1.3LSB rms 95 8 90 ヒット数(1M) SNR/SF DR ( dBc) SFDR 85 6 4 80 2 75 5 25 45 65 85 105 125 クロック周波数(MSPS) 図30. 0 05491-030 70 N–4 N–3 N–2 AD9246:クロック周波数(fS)対 単周波 SNR/SFDR(fIN=2.4MHz) N+4 2.0 SFDR DCSオン 1.5 1.0 INL 誤差(LSB) SFDR DCSオフ 80 SNR DCSオン 75 70 0.5 0 –0.5 –1.0 SNR DCSオフ 60 20 40 –1.5 80 60 デューティ・サイクル(%) 図31. –2.0 05491-027 65 0 2048 4096 6144 8192 10240 12288 14336 16384 出力コード AD9246:デューティ・サイクル 対 SNR/SFDR(fIN=10.3MHz) 図34. 90 05491-024 SNR/SF DR ( dBc) N+1 N+2 N+3 図33. AD9246:グラウンド入力のヒストグラム 90 85 N 出力コード 100 95 N–1 05491-084 SNR AD9246:INL(fIN=10.3MHz) 0.5 0.4 SFDR 0.3 DNL 誤差(LSB) 80 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 75 –0.3 SNR 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 入力同相電圧(V) 図32. 1.3 –0.5 0 2048 4096 6144 8192 10240 12288 14336 出力コード AD9246:入力同相電圧(VCM)対 SNR/SFDR(fIN=30MHz) 図35. ― 14 ― 16384 05491-021 70 0.5 –0.4 05491-031 SNR/SFDR ( dBc) 85 AD9246:DNL(fIN=10.3MHz) REV. A AD9246 動作原理 とめられます。パイプライン・アーキテクチャにより、初段で は新しい入力サンプルによる動作が行われ、これに続く段では 前段のサンプリングに基づく動作が行われます。クロックの立 上がりエッジでサンプリングを実行します。 詳細については、アプリケーション・ノートAN-742 『Frequency Domain Response of Switched Capacitor ADCs』 お よ び AN-827 『 A Resonant Approach to Interfacing Amplifiers to Switched-Capacitor ADCs 』および『 Analog Dialogue 』掲載の「 Transformer-Coupled Front-End for Wideband A/D Converters」を参照してください。 S 最終段を除き、各パイプライン段はスイッチド・キャパシタ DACに接続する低分解能のフラッシュADCと段間残差アンプ (MDAC)で構成されています。残差アンプは、再構成された DAC出力とパイプラインの次の段に対するフラッシュ入力との 間の差信号を増幅します。各段で1ビットの冗長性を使用して、 フラッシュ誤差のデジタル補正を行います。最終段は、フラッ シュADCが1つあるだけです。 入力段には、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結合が可能な差動SHAがあります。出力段のブ ロックはデータのアライメントを行い、エラー補正を実行した 後で、データを出力バッファに送ります。出力バッファは別電 源で動作するため、出力電圧振幅の調整が可能です。出力バッ ファは、パワーダウン時にハイ・インピーダンスの状態になり ます。 アナログ入力に関する注意事項 AD9246のアナログ入力は差動スイッチド・キャパシタSHAで あり、最適な性能を発揮するとともに、差動入力信号も処理す るよう設計されています。 SHAは、クロック信号によってサンプル・モードとホールド・ モードに交互にスイッチします(図36を参照)。SHAがサンプ ル・モードになるときは、信号源がサンプル・コンデンサを充 電し、 1/2 のクロック・サイクル以内にセトリングしなければ なりません。値の小さい抵抗を各入力に直列に接続することで、 駆動信号源の出力段で必要なピーク過渡電流を低減できます。 シャント・コンデンサを各入力間に接続して、ダイナミックな 充電電流を供給することも可能です。この受動ネットワークは ADCの入力にローパス・フィルタを形成するので、これらの部 品の正確な数値はアプリケーションによって異なります。 IFアンダーサンプリング・アプリケーションでは、シャント・ コンデンサの容量をすべて小さくしてください。これらのコン デンサは、駆動信号源のインピーダンスと一緒になって入力帯 域幅を制限します。 REV. A CH S CS VIN+ CPIN, PAR S H CS VIN– CPIN, PAR CH S 図36. 05491-037 AD9246 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)とその後段のパイプライン・スイッ チド・キャパシタADCで構成されています。各段の量子化出力 は、デジタル補正ロジックで最終的な14ビットの変換結果にま スイッチド・キャパシタSHA入力 最良のダイナミック性能を得るには、VIN+とVIN−を駆動す る信号源のインピーダンスをマッチングさせ、同相電圧のセト リング誤差を対称にする必要があります。そうすることでこれ らの誤差は、ADCの同相ノイズ除去性能によって、最小限化さ れます。 ADCコアの入力スパンが規定されます。ADCコアの入力スパ ンは、バッファによって2×VREFに設定されます。ユーザは、 リファレンス電圧を利用できません。2 つのバイパス・ポイン ト REFT と REFB をデカップリングします。これによって内部 リファレンス・バッファから生じるノイズを低減します。「レ イアウトに関する注意事項」で説明しますが、0.1µFのコンデ ンサを使用して REFT と REFB の間をデカップリングすること を推奨します。 入力同相電圧 AD9246では、アナログ入力を内部でDCバイアスしていません。 AC 結合の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、VCM=0.55× AVDDになるように設定することを推奨しますが、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「レ イアウトに関する注意事項」で説明しますが、0.1µFのコンデ ンサを使用して CML ピンをグラウンドにデカップリングしま す。 ― 15 ― AD9246 入力周波数が2次ナイキスト・ゾーンか、これを超えるときは、 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 ケーションには、トランス・カップリングの入力構成を推奨し ます。 差動入力構成 AD9246を差動入力構成で駆動すると、最適な性能が得られま す。ベースバンド・アプリケーションでは、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AD9246の CMLピンで簡単に設定でき(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 SFDRが重要なパラメータとなるアプリケーションには、図40 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。 す。 49.9Ω 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41に示すAD8352差動ドライバを使用できます。 499Ω R VIN+ AVDD どのような入力構成の場合も、シャント・コンデンサCの容量 は入力周波数と信号源インピーダンスに依存するため、場合に よっては、値を低くするかコンデンサを取り除く必要がありま す。表8に、RCネットワークを設定するときの推奨値を示しま す。ただし、これらの数値は入力信号によって異なるため、最 初の参考用の値として使用してください。 499Ω 523Ω R CML VIN– 05491-038 0.1µF AD9246 C AD8138 499Ω 図37. AD8138を使用した差動入力構成 表8. SNR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 ンでは、図38に例を示すように差動トランス結合が推奨の入力 構成となります。 CML 電圧をトランスの二次側巻線のセン ター・タップに接続して、アナログ入力のバイアスを行うこと ができます。 周波数レンジ (MHz) トランスを選択する場合は、信号特性を考慮する必要がありま す。大部分のRFトランスは周波数が数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 R VIN– CML 0.1µF 図38. 差動コンデンサC (pF) 0∼70 33 15 70∼200 33 5 200∼300 15 5 >300 15 オープン 推奨事項ではありませんが、入力電圧振幅がAVDD電源の範囲 内にある限り、AD9246をシングルエンド入力構成で使用でき ます。低コストが要求されるアプリケーションでは、シングル エンド動作で十分な性能が得られる場合があります。 AD9246 C 直列抵抗R (Ω) シングルエンド入力構成 VIN+ この構成では、入力の同相振幅が大きくなるため、SFDRと歪 み性能が劣化します。ただし、各入力の信号源インピーダンス がマッチングしていれば、SNR性能への影響はほとんどありま せん。図39に、シングルエンド入力構成の代表的な回路を示し ます。 05491-039 2V p-p RCネットワークの推奨値 差動トランス結合の入力構成 10µF AVDD 1kΩ R 1V p-p 49.9Ω 0.1µF AVDD 1kΩ 10µF 0.1µF 図39. VIN+ 1kΩ C R AD9246 VIN– 1kΩ 05491-042 1V p-p シングルエンド入力構成 ― 16 ― REV. A AD9246 0.1µF 0.1µF R VIN+ 2V p-p 25Ω S S P 図40. AD9246 C 0.1µF 25Ω 0.1µF R 05491-080 PA CML VIN– 差動ダブル・バラン入力構成 V CC 0.1µF 0Ω アナログ入力 16 8, 13 1 11 0.1µF 2 CD RD AD8352 RG R VIN+ 200Ω 3 10 0.1µF 200Ω 4 5 アナログ入力 0.1µF 表9. VIN– CML 14 0Ω 0.1µF 0.1µF 図41. AD9246 C R 05491-081 0.1µF AD8352を使用した差動入力構成 リファレンス設定の概要 選択したモード SENSE電圧 VREF出力(V) 差動入力スパン(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・リファレンス 0.2V∼VREF 2×VREF R2 0.5× 1+ (図43を参照) R1 内部固定リファレンス AGND∼0.2V 1.0 2.0 電圧リファレンス AD9246には、安定した高精度の電圧リファレンスが内蔵され ています。入力レンジは、内部リファレンスまたは外部から供 給するリファレンス電圧を使用して、AD9246に加えるリファ レンス電圧を変化させて調整できます。ADCの入力スパンは、 リファレンス電圧の変化に線形的に追随します。以下では、さ まざまなリファレンス・モードについて説明します。「リファ レンスのデカップリング」で、リファレンスのPCBレイアウト に関する最良の方法と条件について説明します。 内部リファレンスの接続 AD9246 のコンパレータが SENSE ピン上の電位を検出し、リ ファレンスを表9に示す4つの可能な状態のいずれかに設定しま す。 SENSE ピンをグラウンドに接続すると、リファレンス・ アンプ・スイッチが内部抵抗分圧器に接続し(図 42 を参照)、 VREFの設定が1Vになります。 図43に示すように抵抗分圧器をチップの外部に接続すれば、ス イッチは SENSE ピンに設定されます。これにより、リファレ ンス・アンプが非反転モードに入ります。このときのVREF出 力は、以下の式で得られます。 VREF=0.5× 1+ SENSEピンをAVDDに接続すれば、リファレンス・アンプが ディスエーブルになり、外部リファレンス電圧をVREFピンに 入力できるようになります(「外部リファレンス動作」を参 照)。 内部リファレンスでも外部リファレンスでも、ADCの入力レン ジは常にリファレンス・ピンの電圧の2倍になります。 SENSEピンをVREFに接続すると、リファレンス・アンプの入 力がSENSEピンに切り替わり、ループが形成されて、0.5Vの リファレンス電圧を出力します。 REV. A R2 R1 ― 17 ― AD9246 – ADC コア VIN– 外部リファレンス動作 ADC のゲイン精度や熱ドリフト特性を改善するには、外部リ ファレンスを使用しなければならないことがあります。図45に、 1Vと0.5Vのモードにおける内部リファレンスの代表的なドリ – VIN+ REFT フト特性を示します。 0.1µF 10 REFB VREF 0.1µF リファレンス電圧誤差(mV) 選択 ロジック SENSE 05491-043 0.5V AD9246 図42. 内部リファレンス構成 4 0 –40 – ADC コア VIN– VREF = 0.5V 6 2 – VIN+ VREF = 1V 8 –20 0 20 40 温度(℃) REFT 図45. 60 80 05491-036 0.1µF 代表的なVREFドリフト 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るようになり ます。内部抵抗分圧器が、外部電圧リファレンスに6kΩの等価 抵抗負荷をかけます(図 11 を参照)。また、内部バッファが ADCコアに正と負のフルスケール・リファレンス電圧を生成し ます。このため、外部リファレンスは最大1Vに制限する必要が あります。 REFB VREF 0.1µF R2 SENSE 選択 ロジック 0.5V R1 AD9246 図43. クロック入力に関する注意事項 05491-044 0.1µF プログラマブル・リファレンス構成 AD9246の内部リファレンスを使用して複数のコンバータを駆 動することによってゲインのマッチングを向上させるには、他 のコンバータからのリファレンスに対する負荷を考慮に入れる 必要があります。図44に、内部リファレンスの負荷による影響 を示します。 0 図46に、AD9246のクロック入力の好ましい例を示します。こ の回路では RF トランスを使用して、ジッタの低いクロック・ ソースをシングルエンドから差動の信号に変換します。トラン スの二次側に接続されている背中合わせのショットキー・ダイ オードは、AD9246 に入るクロック信号を約0.8Vp-p の差動信 号に制限します。これによって、クロックの大きい電圧振幅が AD9246の他の部分にフィードスルーするのを防ぎ、同時に信 号の高速な立上がり時間と立下がり時間を維持します。これは、 低ジッタの性能を維持するにはたいへん重要です。 VREF = 1V –0.50 –0.75 –1.00 –1.25 1.0 1.5 負荷電流(mA) 図44. 2.0 05491-033 リファレンス電圧誤差(%) –0.25 0.5 クロック入力オプション AD9246には、きわめてフレキシブルなクロック入力構造があ ります。クロック入力には、CMOS、LVDS、LVPECL、また はサイン波の信号が可能です。「ジッタ」で説明するように、 使用する信号の種類に関係なく、クロック・ソースのジッタに 最も注意しなければなりません。 VREF = 0.5V 0 最適な性能を得るために、AD9246のサンプル・クロック入力 (CLK+とCLK−)を差動信号で駆動してください。この信号 は一般に、トランスまたはコンデンサ経由で CLK +ピンと CLK−ピンにAC結合されます。これらのピンは内部でバイア スされているため(図5を参照)、外部バイアスは必要ありませ ん。 負荷とVREFの精度の関係 ― 18 ― REV. A AD9246 クロック 入力 CLK+ ADC AD9246 100Ω 0.1µF 50Ω1 1kΩ AD951x CMOSドライバ 1kΩ 図46. CLK+ ADC AD9246 CLK– CLK– 0.1µF 05491-048 ショットキー・ ダイオード: HMS2812 0.1µF オプションの 100Ω抵抗 0.1µF 39kΩ 05491-051 50Ω 0.1µF 150Ω抵抗はオプションです。 図49. トランス結合の差動クロック ジッタが低いクロック・ソースを利用できない場合は、別の方 法として、図47に示すように差動のPECL信号をサンプル・ク ロック入力ピンにAC結合します。AD9510/AD9511/AD9512/ AD9513/AD9514/AD9515 のクロック・ドライバ製品ファミ リーのジッタ性能は、非常に優れています。 シングルエンドの1.8V CMOSサンプル・クロック VCC 0.1µF クロック 入力 50Ω1 1kΩ AD951x CMOSドライバ オプションの 0.1µF 100Ω抵抗 1kΩ 0.1µF CLK+ ADC AD9246 CLK– 150Ω抵抗はオプションです。 0.1µF クロック 入力 0.1µF 0.1µF 240Ω 150Ω抵抗はオプションです。 図47. エッジを使用して、さまざまな内部タイミング信号を生成しま す。その結果、これらのADCはクロックのデューティ・サイク ルの影響を受けやすくなっています。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。 05491-049 240Ω 50Ω1 差動PECLサンプル・クロック 3番目の方法として、図48に示すように差動のLVDS信号をサ ンプル・クロック入力ピンにAC結合します。AD9510/AD9511/ AD9512/AD9513/AD9514/AD9515のクロック・ドライバ製品 ファミリーのジッタ性能は、非常に優れています。 0.1µF クロック 入力 0.1µF AD951x 0.1µF LVDSドライバ CLK 50Ω1 ADC AD9246 100Ω 0.1µF CLK– 50Ω1 150Ω抵抗はオプションです。 図48. 05491-050 クロック 入力 CLK+ CLK 差動LVDSサンプル・クロック 一部のアプリケーションでは、シングルエンドの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、 CMOS ゲートから直接 CLK +を駆動し、 0.1µFのコンデンサと39kΩの抵抗を並列に接続して、CLK−ピ ンをグラウンドにバイパスします(図 49 を参照)。 CLK +を CMOS ゲートから直接駆動することができます。この入力は 3.6Vまでの入力電圧に耐えるように設計されているため、駆動 ロジック電圧の選択の幅が広がります。 1.8V の CMOS 信号で CLK+を駆動する場合は、0.1µFのコンデンサと39kΩの抵抗を 並列に接続して(図49を参照)、CLK−ピンをバイアスする必 要があります。3.3VのCMOS信号でCLK+を駆動する場合は、 39kΩの抵抗は必要ありません(図50を参照)。 REV. A シングルエンドの3.3V CMOSサンプル・クロック クロックのデューティ・サイクル 標準的な高速 ADC は、クロックの立上がりエッジと立下がり CLK– CLK 50Ω1 ADC AD9246 100Ω AD951x 0.1µF PECLドライバ クロック 入力 図50. CLK+ CLK 05491-052 0.1µF クロック 入力 VCC MIN-CIRCUITS ADT1–1WT, 1:1Z 0.1µF XFMR AD9246にはクロック・デューティ・サイクル・スタビライザ (DCS)があり、これによって非サンプリングや立下がりエッ ジの再タイミングを行い、公称50%のデューティ・サイクルで 内部クロック信号を供給します。このため、AD9246の性能に 影響することなく、広範な入力クロック・デューティ・サイク ルを使用できます。DCSをオンにすると、図31に示すように広 いデューティ・サイクルでノイズや歪み性能がほとんどフラッ トになります。 それでも入力の立上がりエッジのジッタには十分注意する必要 があります。このジッタは、内部安定化回路では低減できませ ん。公称 20MHz 以下のクロック・レートには、デューティ・ サイクル制御ループが機能しません。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。 ― 19 ― AD9246 DCS をイネーブルまたはディスエーブルにするには、外部ピ ン・モードの動作時にSDIO/DCSピンを設定するか(表10を参 照)、表13に示すようにSPIを使用して設定します。 表10. モードの選択(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 消費電力とスタンバイ・モード 図 52 と図 53 に示すように、 AD9246 の消費電力はサンプリン グ・レートに比例します。デジタル消費電力は、主にデジタ ル・ドライバの駆動力と各出力ビットの負荷によって決まりま す。DRVDD電流(IDRVDD)の最大値は、以下の式で計算でき ます。 IDRVDD=VDRVDD×CLOAD× DCSイネーブル (デフォルト) fCLK ×N 2 ここで、Nは出力ビット数です。AD9246の場合は14になりま す。 ジッタに関する注意事項 高速、高分解能ADCの性能は、クロック入力の品質に左右され ます。所定の入力周波数(fIN)においてジッタ(tJ)が原因で 生じるSNRの劣化は、以下の式で計算できます。 S/N比=−20log(2π×fIN×tJ) 上の式で、rmsアパーチャ・ジッタtJは、クロック入力、アナロ グ入力信号、 ADC のアパーチャ・ジッタ仕様など、すべての ジッタ源の二乗平均平方根になります。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の影響 を受けやすくなっています。 クロック・サイクルごとに各出力ビットがスイッチするとき、 つまりfCLK/2 のナイキスト周波数でフルスケールの矩形波が発 生するときに、最大電流が生じます。実際上は、サンプリン グ・レートとアナログ入力信号の特性によって出力ビットの平 均スイッチ回数が決まり、この回数によってDRVDD電流が決 まります。出力ドライバにかかる容量性負荷を小さくすると、 デジタル消費電力を最少に抑えられます。図52と図53のデータ は、各出力ドライバに5pFの容量性負荷を加え、「代表的な性能 特性」に記載したデータと同じ動作条件で得られたものです。 475 250 75 450 IAVDD 0.05ps 200 0.20ps 60 0.5ps 425 150 400 トータル消費電力(mW) 100 375 55 1.0ps 50 350 50 1.50ps IDRVDD 325 2.50ps 3.00ps 100 入力周波数(MHz) 図51. 25 50 75 0 125 100 クロック周波数(MSPS) 1000 図52. 入力周波数とジッタ 対 SNR アパーチャ・ジッタがAD9246のダイナミック・レンジに影響 する可能性がある場合は、クロック入力をアナログ信号として 扱ってください。クロック・ドライバの電源をADC出力ドライ バの電源から切り離し、デジタル・ノイズでクロック信号が変 調しないようにします。また、バッファなどのアナログ入力回 路で電源を共有しないようにし、入力信号とクロックの間で変 調が起きないようにします。ジッタの低い水晶制御発振器は、 最良のクロック・ソースになります。他のタイプのソースを 使ってクロックを生成する場合(ゲーティング、分周などの手 法)は、最後にオリジナル・クロックによる再タイミングを 行ってください。 ADCに関連する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『Amperture Uncertainty and ADC System Performance』とAN-756『Sampled Systems and the Effects of Clock Phase Noise and Jitter』を参照してください。 ― 20 ― AD9246-125のクロック周波数 対 消費電力と電流 (fIN=30MHz) 410 200 180 390 IAVDD 160 370 140 350 120 330 100 トータル消費電力(mW) 80 310 消費電流(mA) 10 消費電力(mW) 1 05491-083 40 0 05491-034 2.00ps 45 60 290 40 270 20 IDRVDD 250 0 0 25 50 75 05491-068 SNR ( dBc) 消費電力(mW) 性能測定値 65 消費電流(mA) 70 100 クロック周波数(MSPS) 図53. AD9246-105のクロック周波数 対 消費電力と電流 (fIN=30MHz) REV. A AD9246 当社のユーザマニュアル『Interfacing to High Speed ADCs via SPI』に詳しい説明がありますが、SPI制御を使用する場合、オ フセット・バイナリ、2の補数、グレーコードのデータ・ 150 260 90 トータル消費電力(mW) 245 60 230 30 フォーマットを選択できます。 アウト・オブ・レンジ(OR)状態 アナログ入力電圧がADCの入力レンジを超えると、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 の入力電圧に対応する出力データにともなって変化するデジタ ル出力です。したがって、 OR のパイプライン・レイテンシは デジタル・データと同じです。 IDRVDD 0 20 40 60 0 80 クロック周波数(MSPS) 図53. OR 1 0 0 05491-091 215 +FS – 1 LSB OR –FS + 1/2 LSB AD9246-105のクロック周波数 対 消費電力と電流 (fIN=30MHz) パワーダウン・モード PDWNピンをハイレベルにアサートすると、AD9246はパワー ダウン・モードに入ります。この状態のADCの消費電力は、一 般に1.8mWです。パワーダウン中、出力ドライバはハイ・イン ピーダンスの状態になります。PDWNピンを再びローレベルに アサートすると、 AD9246 は通常の動作モードに復帰します。 このピンは、1.8Vと3.3Vに対応できます。 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・ネットワーク、クロックがシャットダウ ンすることで消費電力が低くなります。 REFT と REFB に接続 するデカップリング用コンデンサは、パワーダウン・モードに 入ると放電するため、通常の動作に復帰するときに再充電する 必要があります。このため、どれだけパワーダウン・モード状 態だったかによってウェークアップ時間が異なり、パワーダウ ン・サイクルが短ければ、これに比例してウェークアップ時間 も短くなります。REFTとREFBに推奨の0.1µFのデカップリン グ用コンデンサを接続する場合、リファレンス・バッファのデ カップリング用コンデンサが完全に放電するまでに約0.25msか かり、完全な動作状態に復帰するまでには約 0.35ms かかりま す。 スタンバイ・モード SPI ポート・インターフェースの使用時に、AD9246 をパワー 0 0 1 デジタル出力 インターフェース・ロジックのデジタル電源とDRVDDを一致 させることによって、AD9246の出力ドライバを1.8∼3.3Vのロ ジック・ファミリーと接続させることができます。出力ドライ バを設定することで、広範なロジック・ファミリーの駆動に十 分な出力電流を供給できます。ただし、駆動電流が大きくなる と、電源上で電流グリッチが発生しやすくなり、そのためにコ ンバータの性能が損われるおそれがあります。大きい容量性負 荷またはファンアウトを駆動するADCが必要なアプリケーショ ンでは、バッファまたはラッチの外付けが必要になる場合があ ります。 00 0000 0000 0001 00 0000 0000 0000 00 0000 0000 0000 –FS –FS – 1/2 LSB 図55. +FS +FS – 1/2 LSB 入力電圧および出力データとORの関係 図55に示すように、アナログ入力電圧がアナログ入力レンジ内 であれば OR はローレベルであり、アナログ入力電圧がアナロ グ入力レンジを超えるとハイレベルになります。アナログ入力 が ADC の入力レンジ内に復帰し、変換動作が完了するまで、 OR はハイレベルに維持されます。 OR ビットと MSB およびそ の補数の論理積により、オーバーレンジ・ハイまたはアンダー レンジ・ローを検出できます。表11に、NANDゲートを使用す る図56のオーバーレンジ/アンダーレンジ回路の真理値表を示 します。 MSB オーバーレンジ = 1 OR アンダーレンジ = 1 MSB 図56. 表11. ダウン・モードまたはスタンバイ・モードに設定できます。ス タンバイ・モードでは、高速のウェークアップ時間が必要な場 合に内部リファレンス回路をパワーアップ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。 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) AD9246はスリーステート状態が可能です。OEBピンがローレベ ルの場合、出力データ・ドライバがイネーブルになり、OEBピ ンがハイレベルに遷移すると出力データ・ドライバがハイ・イ ンピーダンス状態になります。これは、データ・バスへの高速 アクセス向けではありません。OEBはデジタル電源(DRVDD) を基準とするため、この電源電圧を超えないようにしてくださ い。 外部ピン・モードで動作する場合、SCLK/DFSピンを設定する ことによって、オフセット・バイナリまたは 2 の補数の出力 データ・フォーマットを選択できます(表10を参照)。 REV. A データ出力 11 1111 1111 1111 11 1111 1111 1111 11 1111 1111 1110 05491-088 120 消費電流(mA) 消費電力(mW) IAVDD 275 05491-087 290 ― 21 ― AD9246 タイミング AD9246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。 AD9246は、12クロック・サイクルのパイプライン遅延でラッ データ・クロック出力(DCO) AD9246は、外部レジスタのデータを取り込むためのデータ・ クロック出力(DCO)も供給します。データ出力は、DCOの 立上がりエッジで有効になります。図2 のタイミング図を参照 してください。 チしたデータを出力します。クロック信号の立上がりエッジの 後、伝播遅延(tPD)1つでデータ出力が得られます。 出力データ・ラインの長さとライン上の負荷を可能な限り小さ くして、AD9246内のトランジェントを低減する必要がありま す。トランジェントによって、コンバータのダイナミック性能 が劣化する可能性があります。 表12. 出力データ・フォーマット グレーコード・モード (SPIにアクセス可能) 入力(V) 条件(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 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 ― 22 ― 1100 0000 0000 OR 1 REV. A AD9246 シリアル・ポート・インター フェース(SPI) AD9246 のシリアル・ポート・インターフェース( SPI )に よって、ADC内部の構造化レジスタ・スペースを介して特定の 機能や動作を実行するようにコンバータを設定できます。これ によって高い柔軟性が得られ、アプリケーションに応じたカス タマイズが容易になります。アドレスへのアクセスはシリア ル・ポートを介して行い、ポートを経由してアドレスの書込み や読出しができます。「メモリ・マップ」で説明するように、 メモリはバイトで構成され、バイトはさらにフィールドに分か れています。詳細については、当社のユーザマニュアル 『Interfacing to High Speed ADCs via SPI』を参照してくださ い。 SPIを使用した設定 表 13 に示すように、 3 本のピンで ADC の SPI を定義します。 SCLK/DFSピンは、ADCの読出しデータと書込みデータを同 期します。SDIO/DCSピンには2つの役割があり、ADC内のメ モリ・マップ・レジスタへのデータの送信および読出しを行い ます。CSBピンは、読出しサイクルと書込みサイクルをイネー ブルまたはディスエーブルにするアクティブ・ローの制御ピン です。 表13. ワード長のほか、命令フェーズによってシリアル・フレームの動 作が読出しか書込みかを決めるため、シリアル・ポートを利用し てチップのプログラムとオンチップ・メモリ内のデータの読出し ができます。命令が読出し動作の場合は、読出しの実行によって、 シリアル・フレームの適切なポイントでシリアル・データ入出力 (SDIO)ピンが入力から出力に方向を変更します。 データは、MSBファーストまたはLSBファーストで送信できま す。パワーアップ時にはデフォルトでMSBファーストに設定さ れますが、設定レジスタで変更できます。詳細については、当 社のユーザマニュアル『Interfacing to High Speed ADCs via SPI』を参照してください。 表14. シリアル・ポート・インターフェース・ピン ピン名 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。SCLKはシリア 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 クロック期間 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をロジック・ハイレベルに維持しなければな tLO SCLKをロジック・ローレベルに維持しなければな らない最小時間 SDIO(シリアル・データ入出力)ピンには、 2つの役割があります。一般には、送信された 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 AD9246のシリアル・ポート間の物理的なインターフェースに なります。 SPI インターフェースを使用する場合は、 SCLK ピ ンとCSBピンは入力として機能します。SDIOは双方向ピンと して機能し、書込み動作時は入力、読出し動作時は出力になり ます。 命令とタイミング・フレームの相対的な位置 によって入力または出力に使用します。 CSB 記号 らない最小時間 ル・インターフェースの読出しと書込みを同 期化します。 SDIO/DCS SPIタイミング図の仕様 CSB(チップ・セレクト・バー)は、読出し サイクルと書込みサイクルをゲートするアク ティブ・ローの制御ピンです。 CSBの立下がりエッジとSCLKの立上がりエッジによって、フ レーミングの開始が決まります。図57と表14に、シリアル・タ イミングの例とその定義を示します。 CSBを使用するモードは他にもあります。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。バイト間でCSBをハイレベルに保持 すれば、外部タイミングを加えることができます。CSBをハイ レベルに設定すると、SPI機能がハイ・インピーダンスのモー ドになります。このモードでは、SPIピンの2番目の機能がオン SPI インターフェースはきわめてフレキシブルであるため、 PROMまたはPICマイクロコントローラで制御できます。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つについては、アプリケーション・ノートAN-812 『Microcontroller-based Serial Port Interface Boot Circuit』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、一部のピンを2つの 機能に使用できます。デバイスのパワーオン時にAVDDまたは グラウンドにピンを接続すると、特定の機能に関連付けること ができます。 になります。 命令フェーズでは、16ビットの命令が送信されます。データは 命令フェーズに追従し、長さは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・ワードで構成されます。 シリアル・データの各バイトの先頭ビットが、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。これ に基づいて、シリアル・データ入出力(SDIO )ピンが入力か ら出力に方向を変更します。 REV. A SPIを使用しない設定 SPIの制御レジスタに接続しないアプリケーションでは、 SDIO/DCSピンとSCLK/DFSピンがスタンドアロンのCMOS互 換制御ピンになります。デバイスのパワーアップ時には、出力 データ・フォーマットとデューティ・サイクル安定化器を設定 するためのスタティックな制御ラインとしてピンが使用できる 状態になります(表10を参照)。このモードでは、チップ選択 のCSBピンをAVDDに接続してください。これによって、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。詳細については、当社のユーザマニュアル『Interfacing to High Speed ADCs via SPI』を参照してください。 ― 23 ― AD9246 メモリ・マップ メモリ・マップ・テーブルの読出し デフォルト値 メモリ・マップ・テーブルの各行には、アドレスを入れる場所 が8つあります。メモリ・マップは大きく3つのセクションに分 けられます。「チップ設定レジスタ」(アドレス0x00 ∼0x02 )、 「デバイス・インデックスと転送レジスタ」(アドレス 0xFF )、 「ADC機能」(アドレス0x08∼0x18)のマップです。 表15のメモリ・マップ・レジスタには、最初の列に16進数のレ ジスタのアドレス番号が記載されています。最後の列は、16進 数の各アドレスのデフォルト値です。ビット7(MSB)の列は、 それぞれの16進数デフォルト値の先頭です。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)、 出力ディスエ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、当社のユーザマ ニュアル『Interfacing to High Speed ADCs via SPI』を参照し てください。 オープン・ロケーション リセットが行われると、重要なレジスタに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。 ロジック・レベル 2つのレジスタは、以下のようになります。 • 「ビットの設定」は、「ビットをロジック 1 に設定」または 「ビットにロジック1を書き込む」ことです。 • 「ビットのクリア」は、「ビットをロジック 0 に設定」また は「ビットにロジック0を書き込む」ことです。 SPIからアクセスできる機能 SPIを介してアクセスできる機能一覧と、これらの機能ででき ることを簡単に説明します。これらの機能については、当社の ユーザマニュアル『Interfacing to High Speed ADCs via SPI』 で詳しく説明しています。 • モード:パワーダウンまたはスタンバイのいずれかを設定 します。 • クロック:SPIを介してDCSにアクセスします。 オープンと表記されている場所は、今のところこのデバイスで は対応していません。必要があれば、ここに0 を書き込んでく ださい。書込みが必要になるのは、アドレス・ロケーションの 一部がオープンになっている場合(アドレス0x14など)のみで す。アドレス・ロケーションがすべてオープンの場合(アドレ ス0x13など)は、書込みを行う必要はありません。 • オフセット:コンバータのオフセットをデジタル調整しま す。 • I/Oテスト:テスト・モードを設定して、出力ビットに既知 のデータを入れます。 • 出力モード:出力を設定して、出力ドライバの力を変化さ せます。 • 出力位相: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。 tDS tS tHI tCLK tDH tH tLO CSB SCLK ドント・ケア R/W W1 W0 A12 A11 A10 A9 A8 A7 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ドント・ケア 05491-056 SDIO ドント・ケア 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 AD9246 メモリ・マップ・レジスタ・テーブル 表15. メモリ・マップ・レジスタ アドレス (16進数) 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 デフォルト値 デフォルトの (LSB) (16進数) 注記/備考 チップ構成レジスタ 00 chip_port_config 0 LSB ソフトウェア・ 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 ソフトウェア・ 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 ニブルをミラー する必要があり ます。当社の ユーザマニュア ル『Interfacing to High Speed ADCs via SPI』 を参照。 01 chip_id 02 chip_grade 読出し専用 デフォルト値 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 (AD9246=0x00)、(デフォルト値) 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 速度グレード を区別するた めに、子IDを 使用します。 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・インデックスと転送レジスタ FF device_update オープン オープン オープン PDWN 0―フル 0x00 マスターのシ フト・レジス タからスレー ブにデータを 同期して転送 します。 0x00 チップの一般 的な種動作 モードを決定 します。「消費 電力とスタン バイ・モード」 と「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 09 クロック オープン オープン REV. A オープン オープン 内部パワーダウン・モード 000―ノーマル (デフォルト) (パワーアップ、デフォルト) 1― 001―フル・パワーダウン 010―スタンバイ スタンバイ 011―ノーマル(パワーアップ) 注:外部PWDNピンで この設定が無効になります。 オープン オープン オープン オープン ― 25 ― オープン デューティ・ 0x01 サイクル・ スタビライザ 0― ディスエーブル 1― イネーブル (デフォルト) 「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。 AD9246 アドレス (16進数) 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 デフォルト値 デフォルトの (LSB) (16進数) 注記/備考 フレキシブルADC機能 10 offset デジタル・オフセット調整<5:0> 011111 011110 011101 オフセット(LSB) +31 +30 +29 0x00 コンバータに ともなうオフ セットを調整 できます。 「SPIからアク セスできる機 能」を参照。 0x00 当社のユーザ マニュアル 『Interfacing to … 000010 000001 000000 111111 111110 111101 ... 100001 100000 00 test_io +2 +1 0(デフォルト) 1 −2 −3 −31 −32 PN23 PN9 0= 0= ノーマル ノーマル (デフォルト)(デフォルト) 1= 1= リセット リセット 1 グローバル出力テスト・オプション 000―オフ 001―ミッドスケール短絡 010―+FS短絡 011―−FS短絡 100―チェッカ・ボード出力 101―PN23シーケンス 110―PN 9 111―1/0のワード・トグル 14 output_mode 出力ドライバ構成 00:DRVDD=2.5∼3.3V (デフォルト) 10:DRVDD=1.8V オープン 出力 オープン 出力 ディス データ エーブル 反転 1― 1=反転 ディスエーブル 0― イネーブル1 16 output_phase 出力 オープン クロック 極性 1=反転 0= ノーマル (デフォルト) オープン オープン オープン オープン 18 VREF 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 (デフォルト) オープン オープン オープン オープン High Speed ADCs via SPI』 を参照。 データ・フォーマット選択 0x00 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 出力とデータ のフォーマッ トを設定しま 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。 外部出力イネーブル(OEB)ピンをハイレベルにしてください。 ― 26 ― REV. A AD9246 レイアウトに関する注意事項 電源とグラウンドに関する推奨事項 シルクスクリーンの分割 1番ピン識別マーク 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。デ カップリング用に異なるコンデンサをいくつか使用すること で、高周波数と低周波数の両方に対応させます。これらのコン デンサはPCボード・レベルの入口近くに配置し、できる限り短 いパターン配線でデバイスの近くに接続してください。 05491-057 AD9246 に電源を接続する場合、アナログ電源(公称 1.8V の AVDD)とデジタル電源(公称1.8∼3.3VのDRVDD)の2種類 の電源を使用することを推奨します。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・ 図58. 代表的なPCBレイアウト 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、0.1µFのコンデンサを使用してCMLピンを グラウンドにデカップリングしてください。 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 露出パドルの熱スラグに関する推奨事項 AD9246 が最良の電気的性能と熱性能を発揮するには、 ADC パッケージの底部にある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。PCB上の露出した連続 的な銅プレーンは、AD9246の露出パドル(0番ピン)に結合し ます。できる限り低い抵抗の熱経路を設けるために銅プレーン にビアをいくつか作ってください。これによって、PCBの底面 から熱が外に逃げます。ビアは、ハンダで充填するか埋め込ん でください。 ADCとPCBが重なり合い、密着する面積が最大になるように、 PCB上にシルクスクリーンをオーバーレイすることによって、 連続したプレーンをいくつかの一様な部分に分割してくださ い。この方法により、リフロー処理時に ADC と PCB の間に結 合点がいくつか形成されます。分割を行わないで1 枚の連続プ レーンを使用すると、ADCとPCBの間にできる結合点が1つだ けになります。図 58 に、 PCB のレイアウトの例を示します。 パッケージングおよびチップスケール・パッケージのPCB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』を参照してください。 REV. A AD9246のRBIASピンとグラウンド間に、10kΩの抵抗を接続 する必要があります。この抵抗によってADCのマスター電流リ ファレンスを設定します。許容誤差は最低1%にしてください。 リファレンスのデカップリング ESRの低い1.0µFのコンデンサと0.1µFのセラミック・コンデン サを並列に外付けして、VREFピンをグラウンドにデカップリ ングしてください。リファレンスのすべての設定で、REFTと REFBは内部リファレンス・バッファから発生するノイズを低 減するためのバイパス・ポイントになります。REFT/REFB間 に0.1µFのセラミック・コンデンサを外付けすることを推奨し ます。この0.1µFのコンデンサは必須というわけではありませ んが、これを接続しないとSNR性能が約0.1dB低下します。リ ファレンスのデカップリング用コンデンサはすべて、できるだ け短いパターン配線を使用して、できる限りADCの近くに配置 してください。 ― 27 ― AD9246 評価用ボード AD9246の評価用ボードには、さまざまなモードと設定でADC デフォルト設定以外でこの評価用ボードを使用する場合は、 を動作させるために必要な回路がすべて実装されています。コ ンバータは、ダブル・バラン構成(デフォルト設定)か、差動 ドライバAD8352を使用して、差動で駆動できます。シングル エンドでADCを駆動することも可能です。AD8352の駆動回路 とDUTを分離するために、別に電源ピンが用意されています。 各部品を適切に接続することによって、それぞれの入力構成を 選択できます(図60∼70を参照)。図59に、AD9246のAC性能 を評価するために使用した代表的なベンチ特性のセットアップ を紹介します。 L501、L503、L504、L508、L509を取り外して、スイッチン グ電源の接続を切断できます。これにより、ユーザはボードの 各部を個別にバイアスできます。各回路部で異なる電源を使用 するときは、P501を使用してください。AVDD_DUTと DRVDD_DUTには、電流定格値が1Aの1.8V電源が少なくとも 1つ必要です。ただし、アナログとデジタルにそれぞれ別の電 源を使用することを推奨します。AD8352を使用するオプショ ンで評価用ボードを動作させる場合は、電流定格値が 1A の 5.0V 電源( AMP_VDD )が別途必要です。代わりの SPI オプ ションを使用して評価用ボードを動作させる場合は、その他の 電源に加えて、 3.3V のアナログ電源が必要です。 3.3V 電源 ( AVDD_3.3V )も 1A の電流が可能なものにします。 J501 、 J502、J505のジャンパ線をハンダ付けすれば、これらの電源を 結合できます。詳細については、図64を参照してください。 コンバータが最適な性能を発揮するには、アナログ入力とク ロックに使用する信号源の位相ノイズを特に低くすること (1ps未満のrmsジッタ)が大切です。また、規定のノイズ性能 を実現するには、アナログ入力信号の適切なフィルタ処理によ り高調波成分を除去し、入力の結合ノイズや広帯域幅ノイズを 低減する必要があります。 入力信号 クロックとアナログ信号源を接続するには、Rohde & Schwarz 社のSMHUやAgilent社のHP8644信号発生器もしくはこれらの 同等品のような、位相ノイズの低いクリーンな信号発生器を使 用してください。評価用ボードの接続には、 1 メートル長の シールドしたRG-58、50Ωの同軸ケーブルを使用します。ADC に所望の周波数と振幅の信号を入力してください。アナログ・ デバイセズの大部分の評価用ボードは一般に、クロックとして 約2.8Vp-pまたは13dBmのサイン波入力を受け入れることがで きます。アナログ入力信号源を接続するには、50Ω終端の多極、 狭帯域幅のバンドパス・フィルタを使用することを推奨しま 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∼64に、システム・レベルで適用しなければならない信号 配線やグラウンド処理を紹介する詳細な回路図とレイアウト図 を示します。 電源 評価用ボードには、最大6V、2Aの出力を供給する壁掛け可能 なスイッチング電源が用意されています。この電源を 100 ∼ 240V AC、47∼63Hzを定格値とするコンセントに接続してく ださい。電源ケーブルの他端には、PCBのP500に接続する内径 2.1mmのジャックがあります。PCボード上で6V電源にヒュー ズを付けて調整を行ってから、ボード上の各回路部にそれぞれ 適切なバイアス電圧を供給する5 個の低ドロップアウト・リニ ア・レギュレータに接続してください。 出力信号 並列のCMOS出力が、アナログ・デバイセズの標準的なシング ル・チャンネルの FIFO データ・キャプチャ・ボード( HSCADC-EVALB-SC)に直接接続します。FIFOボードとそのオ プション設定の詳細については、www.analog.com/FIFOをご 覧ください。 100∼240V AC、 47∼63Hzの コンセント 3.3V + AV DD_ 3.3V – + V CC – G ND + G ND 3.3V – V DL 3.3V + G ND G ND 2.5V – DRV DD_ DUT – A MP_ V DD 1.8V + + G ND 5.0V – G ND 最大6V DC、 2A バンドパス・ フィルタ AIN AD9246 評価用ボード Rohde & Schwarz社の SMHU、2Vp-p信号 シンセサイザ CLK 14 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 アナライザと SPIユーザ・ ソフトウェアを 実行する PC USB接続 SPI SPI 05491-082 Rohde & Schwarz社の 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 AD9246 デフォルト動作とジャンパ選択の設定 SCLK/DFS AD9246 Rev. A評価用ボードで利用できるデフォルトとオプ 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・フォーマットを設定します。このピンをフロー ティング状態にすると、内部でプルダウンされ、デフォルト設 定がバイナリになります。JP2の2番ピンと3番ピンを接続する と、フォーマットは 2 の補数になります。 SPI ポートがシリア ル・ピン・モードの場合は、JP2の1番ピンと2番ピンを結線す ると、ボードの SPI 回路に SCLK ピンが接続されます。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。 ションの設定または動作モードを以下に説明します。 電源 評価用キットの中に含まれるスイッチング電源のケーブルを、 定格値が100∼240V AC、47∼63HzのコンセントとP500に接 続します。 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設定 されており、 70MHz までの周波数で最高 50Ω のインピーダン ス・マッチングが可能です。これ以上の帯域幅の応答性を得る ために、アナログ入力間に接続された差動コンデンサを変更す るか、コンデンサを除去することができます(表8を参照)。ア ナログ入力の同相電圧は、ADCのCMLピンを経由してトラン スのセンター・タップから生成されます。「アナログ入力に関 する注意事項」を参照してください。 VREF JP507(1番ピンと2番ピン)を介してSENSEピンをグラウンド に接続することによって、VREFを1.0Vに設定します。これに よって、ADCは2.0Vp-pのフルスケール・レンジで動作するよ うになります。評価用ボードには、別に外部リファレンス・オ プションも用意されています。2番ピンと3番ピンの間にJP507 を接続し、JP501を結線するだけで、E500から外部リファレン スが得られます。VREFオプションの正しい使用方法について は、「電圧リファレンス」で詳しく説明しています。 RBIAS RBIASには、10kΩの抵抗(R503)をグラウンド間に接続する 必要があります。RBIASを使用して、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、高帯域幅でインピーダンス 比が1:1のトランス(T503)を用いた単純な構成のトランス結 合回路になっています。このトランスによって、クロック経路 にわずかなジッタが生じます。クロック入力は50Ωに終端され、 AC 結合されることで、シングルエンドのサイン波入力に対応 します。トランスはシングルエンドの入力を差動信号に変換し、 さらに差動信号はクリップされてからADCのクロック入力に印 加されます。 PDWN パワーダウン機能をイネーブルにするには、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ることで、チップが外部ピ ン・モードになり、 SDIO と SCLK の情報を無視するようにな ります。評価用ボード上のSPI回路にCSBピンの制御信号を接 続する場合は、 JP1 の 1 番ピンと 2 番ピンを接続してください。 チップをシリアル・ピン・モードに設定して、 SDIO ピンと SCLKピン上のSPI情報をイネーブルにするには、JP1をローレ ベルに(2番ピンと3番ピンを接続)してイネーブル・モードに 固定します。 REV. A SDIO/DCS SPI ポートが外部ピン・モードの場合は、 SDIO/DCS ピンが デューティ・サイクル・スタビライザを設定する機能になりま す。このピンをフローティング状態にすると、内部でプルアッ プされ、デフォルト設定がDCSイネーブルになります。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・モードの場合は、JP3の1 番ピンと2番ピンを結線すると、ボードのSPI回路にSDIOピン が接続されます。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 差動のLVPECL クロックを利用して、AD9515 (U500 )を用 いたADCの入力をクロックできます。この駆動オプションを利 用する場合は、表16に示す部品の実装が必要です。詳細につい ては、AD9515のデータシートを参照してください。 トランスを使用するデフォルトのオプションではなく、アナロ グ入力でAD9515を駆動するよう設定する場合は、以下に示す 部品の追加、削除、変更などが必要です。 1. デフォルトのクロック経路にある R507 、 R508 、 C532 、 C533を除去してください。 2. 0Ω抵抗のR505とC531をデフォルトのクロック経路に実装 してください。 3. R511、R512、R513、R515∼R524、U500、R580、R582、 R583、R584、C536、C537、R586を実装してください。 発振器を使用する場合は、ADCの性能チェックに2つの発振器 フットプリントを選べます(OSC500)。JP508では、イネーブ ル・ピンをフレキシブルに使用できます。これは多くの発振器 で利用されている方法です。このオプションを選択する場合は、 OSC500、R575、R587、R588を実装してください。 その他のアナログ入力駆動構成 ここでは、AD8352を使用する、その他のアナログ入力駆動構 成について簡単に説明します。この特別な駆動オプションを使 用する場合は、表16に示す部品をいくつか実装する必要があり ます。AD8352差動ドライバの動作方法やオプション・ピンの 設定などの詳細については、AD8352のデータシートを参照し てください。 トランスを使用するデフォルトのオプションを選択せずに、 AD8352によるアナログ入力駆動に設定する場合は、以下に示 す部品の追加、削除、変更などが必要です。 ― 29 ― AD9246 1. デフォルトのアナログ入力経路に実装されたC1とC2を除去 してください。 2. 200Ω抵抗のR3 とR4 をアナログ入力経路に実装してくださ い。 4. 5pFコンデンサのC529をアナログ入力経路に実装します。 現状では、信号の接続のために0Ω抵抗のR561とR562が実装さ れています。条件を追加する必要がある場合は、この領域を利 用してフィルタ設計を行うことができます。 3. R594、R595、C502を除くすべての部品をオプションのア ンプ入力経路に実装してください。入力経路の終端には、 R9、R592、またはR590およびR591の部品のうち1つのみ を実装する必要があります。 ― 30 ― REV. A 図60. S 504 ― 31 ― 評価用ボードの回路図(DUTのアナログ入力) DNI A m pi n/ S 505 DNI R8 D NI GND ; 3,4,5 SMA 200U P R7 DN I R 560 0 2 R C 060 3 2 R C 060 3 C 528 0.1UF C3 DN I CML R C0 4 0 2 R6 D NI R C 0402 R2 0 R 11 0 DN I R9 DN I 1 1 R C 06 03 2 R 12 0 DN I R C 06 03 2 R 10 DN I 0 C4 0 C5 0 C509 .1UF 4 5 4 5 T500 S P DNI S 4 5 3 6 2 3 2 1 1 T1 T502 DN I ETC1-1-13 P 3 2 1 アンプ(AD8352)を使用する場合: オプションのアンプ入力部品をすべて実装します。 R590/R591、R9、R592は、一度に1つずつ実装します。 C1とC2を除去します。R3=R4=200Ωに設定します。 D NI D NI T502を使用する際は、T500とT501を除去します。 C1とC2の代わりに0Ωの抵抗を配置します。 R3とR4を除去し、代わりにR6とR502を実装します。 1 R 502 50 D NI 1 GND ; 3,4,5 SMA 200U P GN D; 3,4,5 RC060 3 A m pi n A i n/ GN D; 3,4,5 S MA E D GE S 503 A in S MA E D GE CC0402 CC0402 S 500 RC060 3 CC0402 CML R C0 4 0 2 R 590 25 DN I R 591 25 DN I R1 DN I RC0402 R 592 D NI S T501 P 5 C 503 .1U F D NI C 500 .1U F D NI R5 0 C2 .1UF A MPO UT- R 565 D NI A MPO UT+ R 597 4.3K DN I R 596 0 D NI 2 1 4 R 598 100 D NI 3 A MPV DD C 501 0.3PF D NI R 593 0 D NI R4 25 R3 25 16 5 V IN RDN R GN R GP RDP V IP 2 J 500 イネーブル 1 15 U 511 6 7 GN D V ON A MPV D D 8 GN D V OP V CC 13 A D 8352 DN I V CM 14 A MPV D D S IGN A L =GN D; 17 GN D V CC E NB 3 ディスエーブル R 594 10K D NI C510 .1UF 9 10 11 12 RC 0402 R 571 0 R 595 10K DN I オプションのアンプ入力 R1を使用する場合は、R3、R4、R5を除去します。 R5の代わりに0.1µFのコンデンサを置きます。 C1とC2の代わりに0Ωの抵抗を配置します。 3 ETC1-1-13 4 2 1 C1 .1UF RC0402 REV. A RC040 2 CC0402 RC040 2 R C0 4 0 2 R C0 4 0 2 RC0402 R53 6 R535 C 502 .1U F D NI R 562 0 C ML R 561 0 0 0 R C 040 2 D NI R C 040 2 D NI 1 3 D 500 D NI R 567 33 R 566 33 V IN+ R 574 DN I HSMS281 2 ダブル・バラン/XFMR入力 RC0402 C 505 .1UF DN I C 504 .1UF DN I DU T A V DD 2 R C0 4 0 2 R C0 4 0 2 R 563 D NI HSMS281 2 1 3 D 501 DN I A MPO UT- 2 V IN- D UT A V D D C529 20PF A MPO UT+ V IN - C C0 4 0 2 V IN+ AD9246 回路図 RC060 3 RC060 3 05491-072 図61. C 556 0.1U F CML ― 32 ― T P 50 0 T P 50 4 E 500 48 47 C C 04 0 2 EXT_VREF 45 46 44 D0 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 DCO J P 502 D NI D1 CL K CL K J P 506 DNI V IN- V IN+ C C 04 0 2 C 554 0.1U F V REF S E N SE DU T DR V DD DUT A V DD C C 06 0 3 R 5 03 10K RC060 3 チップの角 A V DD A GND A V DD A GND CSB SCL K/DF S SDIO/DCS DRV DD DRGND OR D13 ( MSB) D12 C 555 0.1U F D NI J P 501 C C 08 0 5 D NI J P 500 3 C 5 53 1.0UF DUT A V DD 2 J P 507 1 R 0402 DNI R 50 1 V RE F R 0402 DNI R 500 SENSE A D924 6L F CS P D11 A GND D10 CL K + E PA D CL KD9 A V DD D8 DRV DD A GND DRGND A V DD D7 OE B D6 DCO D5 D0 ( L S B ) U510 D4 D1 D3 DRGND D2 DRV DD SENSE V RE F RE F B RE F T A GND V IN+ V INA GND A V DD CML RBIA 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 501 T P 503 D U TD R V D D DUT A V DD 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 8 10 9 9 R P 5 00 22 R P 5 01 22 R P 5 0 1 22 R P 5 0 2 22 1 7 8 8 DC O D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D 10 D 11 D 12 D 13 D OR 10 7 6 5 16 15 14 13 12 11 16 15 14 13 12 11 R P 50 0 22 R P 50 0 22 R P 50 0 22 R P 50 1 2 2 R P 50 1 2 2 R P 50 1 2 2 R P 50 1 2 2 R P 50 1 2 2 R P 50 1 2 2 R P 50 2 2 2 R P 50 2 2 2 R P 50 2 2 2 R P 50 2 2 2 R P 50 2 2 2 R P 50 2 2 2 R P 50 2 2 2 CSB _ DUT 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 J P2 U509 74V CX16224 1 3 O 15 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 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 D IO_ 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 D 10 F D 11 F D 12 F D13 F IF OC L K F IF OCL K F D0 F D1 F D2 F D3 F D4 F D5 F D6 F D7 F D8 F D9 F D 10 F D11 F D 12 F D 13 F D OR 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_ CHA 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 05491-073 DUT AD9246 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 SMA E D GE SMA E D GE GND ;3,4,5 CL K / S 50 2 GND ;3,4,5 CL K S 50 1 R 5 05 49.9 DN I C 5 30 0.1UF R C0 4 0 2 OPT _ CL K 1 1 OPT_ CL K OPT_ CL K OPT _ CL K R 504 49.9 C 531 0.1UF D NI CC0402 CC0402 VCC 2 R C 0603 2 R C 0603 R 5 79 D NI R 51 1 DNI R 51 0 DNI R 5 12 0 R C0603 R C0603 R 576 D NI R 507 0 D NI 0 OE OE GN D GN D CB 3 LV -3 C OUT R 50 8 8 10 OUT 12 V C C C 5 11 .1UF R 57 8 DNI R 577 DNI R 50 9 0 R 506 0 R C0603 R C0603 D 5 02 HS MS2812 2 1 3 C 5 33 0.1U F C 5 32 0.1U F CL K CL K E 50 1 5 3 2 A D 95 15 R C0 4 0 2 DN I OUT0 B OU T0 N C=27,28 OUT1 B OU T1 A V DD_ 3P3V ; 1,4,17,20,21,24,26,29,30 SY N C B C LK B C LK DNI U 5 00 R 58 6 4.12K 18 19 22 23 R 58 4 240 DN I R 585 10 0 DNI D NI R 58 3 240 R 5 82 100 D NI C 5 36 0.1U F DN I C 537 0.1UF D NI S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 RC060 3 RC060 3 RC060 3 評価用ボードの回路図(DUTのクロック入力) C 53 4 0.1UF DNI C 53 5 0.1UF DN I E 50 3 E 50 2 CL K CL K AD9515(OPT_CLK)を使用するには、R507、R508、C533、C532を 除去します。C531と0ΩのR505を実装します。 4 3 6 5 R 58 0 1 0K DN I T 5 03 R 58 8 10K DN I 2 1 A V D D _ 3P 3V R 581 D NI 7 5 3 1 RC0402 14 RC0402 R 57 5 0 DNI RC0402 RC0402 1 S9 2 S10 DNI VREF 6 S0 7 S1 8 S2 9 S3 10 S4 11 S5 12 S6 13 S7 14 S8 15 OS C 5 0 0 RSET 16 RC0402 RC0402 CC0402 CC0402 RC0402 DISA B LE RC0402 D NIJP508 1 0K DN I 3 E N A B LE GN D 25 CC0402 R C0 4 0 2 RC0402 A V D D _ 3 P 3 V R 5 87 GND_PAD RC0402 32 CC0402 31 CC0402 ― 33 ― RC0402 図62. 33 CC0402 REV. A S 10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 R 53 2 D NI R 53 3 D NI R 53 4 D NI R 52 9 D NI R 52 8 D NI R 53 0 D NI R 53 1 D NI R 52 6 D NI R 52 7 D NI R 52 5 D NI A V D D _ 3 P3 V R 51 4 D NI 0 0 0 R C0603 0 R C0603 0 R C0603 0 R C0603 0 R C0603 0 R C0603 0 R C0603 0 R C0603 R C0603 0 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 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I R C0603 DN I AD9515ロジック・セットアップ 05491-071 XFMR/AD9515 クロック回路 AD9246 2 1 S1 DNI 4 3 RC060 3 2 JP509 SOIC8 DNI G P1 G P0 V SS 8 5 6 7 R C 0603 GP0 5 7 MCLR-GP3 9 ― 34 ― DNI J 5 04 E 50 4 2 1 R559 D505 DNI 261 オプション DNI 2 MCL R G P2 PIC12F 629 G P4 G P5 V DD U506 AMPVDD 3 ヘッダ・アップ、オス型 1 4 3 2 1 DNI 3 GP1 2 4 6 PICVCC 8 10 GP1 GP0 MCLR-GP3 R 54 7 4.7 K PICSPI制御ポートの使用時は、R545、R546、R547を実装し、 R555、R556、R557を除去します。FIFO制御ポートの使用時は、 R555、R556、R557を実装します。 PICヘッダ DNI C557 CC0603 0.1UF DNI R558 4.7K 1 PICVCC 1 DNI R 5 45 4.7K R C 0 6 03 D NI R 54 6 4.7 K R C 06 0 3 DNI R C 0 6 03 R 5 55 0 R 55 7 0 R 556 0 R 54 9 1 0K A V D D _ 3P 3V R 55 4 0 RC0603 RC0603 図63. R 548 10K R 550 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 552 1K R 5 51 1K R 55 3 1K D U T A V D D A V D D _ 3P 3V RC0603 +5V=プログラム時のみ=AMPVDD +3.3V=通常の動作時=AVDD_3P3V RC0603 SPI回路 SDO_CHA CS B _ D U T S CL K _ D T P S D IO_ ODM 05491-070 PIC(U506)の使用時またはプログラム時には除去します。 AD9246 RC0603 CSB1_CHA SDI_CHA SCLK_CHA 評価用ボードの回路図(SPI回路) REV. A RC0603 RC0603 RC0603 評価用ボードの回路図(電源入力) ― 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 CK P 500 3 2 D 504 S 2A _ R E CT 2A DO-214A A A MPV D DIN J 502 J501 J505 LC 1 2 1 0 L 500 10UH LC 1 2 1 0 L 5 06 10U H LC 1 2 1 0 L 502 10U H LC 1 2 1 0 L 507 10U H L C1 2 1 0 A C A SE A C A SE A C A SE A C A SE A CA S E オプションの電源接続を使用する場合は、 L501、L503、L504、L508、L509を 除去します。 GND A V DD_ 3P3V IN GND V DL IN GND DUTDR V DDIN GND DUTA V DDIN GND L 505 10UH 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 3 C 512 0.1UF A V DD_ 3P 3V C 517 0.1UF DUT DR V DD C 516 0.1UF DUTA V DD C515 0.1UF V DL C 514 0.1UF A MPV DD F E R 500 CHOK E _ COIL DUT DR V DD DUTA V DD V DL A MPV DD P WR _ IN C C0 6 0 3 C C0 6 0 3 C C0 6 0 3 C C0 6 0 3 C 573 0.1UF C 56 9 0.1UF C 564 0.1UF C567 0.1UF R 589 261 C 572 0.1UF C 575 0.1UF C 565 0.1UF C C0 6 0 3 C C 06 03 C C 06 03 C C0 6 0 3 C 524 1U F PWR _ IN C 521 1U F P WR _ IN C 519 1U F P WR _ IN U 503 A DP3339A K C -2.5 3 入力 U 504 A DP3339A K C -3.3 C C 06 03 0.1UF C566 0.1UF C C0 6 0 3 C559 CC 0 6 0 3 C 599 0.1UF C C 0603 C 558 C C 06 03 0.1UF C 568 0.1UF U 502 A DP3339A K C -1.8 I入力 3 入力 3 GND 1 GND 1 GND 1 C 570 0.1UF 出力 4 出力 4 出力 4 4 4 4 C C 060 3 2 出力1 2 出力1 2 出力1 C 574 0.1U F C C0 4 0 2 C 540 0.1UF C C 040 2 C 545 0.1UF V D LIN C C0 4 0 2 C C0 4 0 2 C513 1U F PWR _ IN C 523 1U F PWR _ IN D UTDR V D D IN D UTA V DD IN T P 508 T P 505 A V DD_ 3P 3V L C1 2 1 0 L 508 10UH LC 1 2 1 0 L 503 10U H A V DD _ 3P 3V C 526 1U F C 520 1U F C 518 1U F L 504 10U H LC 1 2 1 0 T P 506 C 539 0.1UF C 544 0.1UF 3 3 C C 040 2 C C 040 2 入力 C 542 0.1UF C 546 0.1UF C C 040 2 出力 1 出力 1 C 538 0.1UF C 543 0.1UF 出力 4 出力 4 C C 040 2 U 505 A DP3339A K C-3.3 入力 U 501 A DP3339A K C-5 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 F 500 D 503 3A S HOT _ R E CT DO-214A B 2 2 LC 1 2 1 0 L 501 10U H C525 1U F C522 1U F グラウンド テスト・ポイント 4 4 TP510 図64. TP512 2 TP511 REV. A CR500 TP509 1 LC 1 2 1 0 L 509 10U H H 502 H 503 グラウンドに接続される マウント穴 H 500 H 501 A V D D _ 3P3 V A MPV DD IN TP 513 TP 507 05491-069 電源入力 最大6V、2A AD9246 AD9246 05491-077 評価用ボード・レイアウト 評価用ボード・レイアウト(一次側) 05491-076 図65. 図66. 評価用ボード・レイアウト(二次側、鏡面図) ― 36 ― REV. A 05491-079 AD9246 評価用ボード・レイアウト(グラウンド・プレーン) 05491-078 図67. 図68. REV. A 評価用ボード・レイアウト(電源プレーン) ― 37 ― 05491-075 AD9246 評価用ボード・レイアウト(一次側シルクスクリーン) 05491-074 図69. 図70. 評価用ボード・レイアウト(二次側シルクスクリーン、鏡面図) ― 38 ― REV. A AD9246 部品表 表16. 評価用ボードの部品表(BOM) 省略 (DNP) 参照記号 項番 数量 1 1 AD9246CE_REVA PCB 部品名 パッケージ 説明 サプライヤ/部品番号 PCB 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 緑色 Panasonic LNJ314G8TRA 12 1 D502 ダイオード SOT-23 30V、20mA、 デュアル・ ショットキー HSMS2812 13 1 D503 ダイオード DO-214AB 3A、30V、 SMC Micro Commercial Group SK33-TPMSCT-ND 14 1 D504 ダイオード DO-214AA 2A、50V、 SMC Micro Commercial Group S2A-TPMSTR-ND 黄色のLED 2 15 16 1 1 D500、D501 D505 LED LN1461C AMB F500 ヒューズ 1210 6.0V、2.2A Tyco, Raychem トリップ電流の NANOSMDC110F-2 リセットが可能 なヒューズ 17 1 FER500 チョーク 2020 村田 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 オス型ヘッダ Samtec TSW-140-08-G-T-RA J504 コネクタ 10ピン オス型、2×5 Samtec 20 1 21 1 22 3 JP1、JP2、JP3 ジャンパ 3ピン オス型、 ストレート Samtec 23 4 JP500、JP501、JP502、JP506 ジャンパ 2ピン オス型、 ストレート Samtec 24 1 JP507 ジャンパ 3ピン・ オス型、 ストレート Samtec TSW-103-07-G-S TSW-102-07-G-S TSW-103-07-G-S ジャンパ 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× DigiKey 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 DigiKey CP-102A-ND P501 コネクタ 10ピン オス型、 ストレート PTMICRO10 1.6mm 26 27 28 REV. A 1 1 1 ― 39 ― AD9246 項番 数量 29 省略 (DNP) 参照記号 6 30 5 31 2 6 32 6 33 6 34 4 35 1 1 36 9 38 4 3 39 40 パッケージ 説明 R1、R6、R563、R565、R574、R577 抵抗 0402 DNI R2、R5、R561、R562、R571 抵抗 0402 0Ω R3、R4 抵抗 0402 25Ω R7、R8、R9、R502、R510、R511 抵抗 0603 DNI 1 2 R500、R501、R576、R578、R579、R581 抵抗 0402 DNI R503、R548、R549、R550 抵抗 0603 10kΩ R504 抵抗 0603 49.9Ω 抵抗 0603 0Ω R505 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 R559 抵抗 0603 261Ω 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 R589 抵抗 0603 261Ω 45 1 46 2 R590、R591 抵抗 0402 25Ω 47 1 R592 抵抗 0402 DNI 48 2 R593、R596 抵抗 0402 0Ω 49 2 R594、R595 抵抗 0402 10kΩ 50 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 51 1 52 2 53 54 1 2 サプライヤ/部品番号 R10、R11、R12、R535、R536、R575 R506、R508、R509、R512、R554、 R555、R556、R557、R560 23 37 部品名 瞬時 (ノーマル・ オープン) Panasonic EVQ-PLDA15 SMAEDGE SMAエッジ、 右アングル 55 2 S502、S503 2 S504、S505 コネクタ SMA200UP SMA RF 5ピン、 T500、T501 トランス SM-22 M/A-Com ETC1-1-13 トランス CD542 Mini-Circuits ADT1-1WT アップライト 56 2 1 57 1 58 T1 T503 1 T502 1 U500 IC 32ピン LFCSP クロック分配 アナログ・デバイセズ アナログ・デバイセズ AD9515BCPZ 59 1 U501 IC SOT-223 電圧 レギュレータ ADP3339AKCZ-5 60 1 U502 IC SOT-223 電圧 レギュレータ ADP3339AKCZ-1.8 ― 40 ― アナログ・デバイセズ REV. A AD9246 項番 数量 61 1 62 省略 (DNP) 参照記号 U503 2 63 U504、U505 1 U506 部品名 パッケージ 説明 サプライヤ/部品番号 IC SOT-223 電圧 レギュレータ ADP3339AKCZ-2.5 電圧 レギュレータ ADP3339AKCZ-3.3 IC IC SOT-223 8ピンSOIC 8ビット・ アナログ・デバイセズ アナログ・デバイセズ Microchip PIC12F629 マイクロ コントローラ 64 1 U507 IC SC70 デュアル・ バッファ Fairchild NC7WZ16 65 1 U508 IC SC70 デュアル・ バッファ Fairchild NC7WZ07 66 1 U509 IC 48ピン TSSOP バッファ/ライン・ Fairchild 74VCX162244 ドライバ 67 1 U510 68 合計 REV. A 1 128 U511(またはZ500) DUT 48ピン ADC (AD9246) LFCSP_VQ IC 107 ― 41 ― 16ピン 差動アンプ LFCSP_VQ アナログ・デバイセズ AD9246BCPZ アナログ・デバイセズ AD8352ACPZ AD9246 外形寸法 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 0.60 MAX D05491-0-8/06(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サイズのボディ、極薄クワッド(CP-48-3) 寸法単位:mm オーダー・ガイド パッケージ パッケージ・ オプション1 モデル 温度範囲 AD9246BCPZ-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 AD9246BCPZRL7-1252 −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 AD9246BCPZ-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 AD9246BCPZRL7-1052 −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 AD9246BCPZ-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 AD9246BCPZRL7-802 −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 AD9246-125EB 評価用ボード AD9246-105EB 評価用ボード AD9246-80EB 評価用ボード 1 Z=鉛フリー製品 2 最良の電気的性能と熱性能を得るには、露出パドルをAGNDプレーンにハンダ付けする必要があります。 ― 42 ― REV. A