AD9222ABCPZRL7-50

8通道、12位、40/50/65 MSPS、 串行LVDS、1.8 V ADC AD9222 功能框图 特性 一个封装中集成 8 个 ADC 功耗：每通道 114 mW (65 MSPS) 信噪比(SNR)：70 dB（至 Nyquist 频率） 有效位数（ENOB）：11.3 位 无杂散动态范围(SFDR)：80 dBc 出色的线性度：微分非线性(DNL) = ±0.3 LSB（典型值）；积分 非线性(INL) = ±0.4 LSB（典型值） 串行 LVDS（ANSI-644，默认） 低功耗，减少信号选项（类似于 IEEE 1596.3） 数据时钟输出和帧时钟输出 325 MHz 全功率模拟带宽 2 V 峰峰值输入电压范围 1.8 V 电源供电 串行端口控制 全芯片及单一通道省电模式 灵活的位定向 内置生成及用户自定义数字测试码 可编程时钟与数据对准 可编程输出分辨率 待机模式 应用 医疗成像和无创超声检测 便携式超声和数字波束形成系统 正交无线电接收机 分集无线电接收机 磁带机 光纤网络 测试设备 图1 概述 AD9222 是一款 8 通道、12 位、40/50/65 MSPS 模数转换器 (ADC)，内置片内采样保持电路，专门针对低成本、低功耗、 小尺寸和易用性而设计。该产品的转换速率最高可达 65 MSPS，具有杰出的动态性能与低功耗特性，对小封装尺寸 的应用很有意义。 该 ADC 要求采用 1.8 V 单电源供电以及 LVPECL-/CMOS-/ LVDS 兼容型采样速率时钟信号，以便充分发挥其工作性能。 对于大多数应用来说，无需外部基准电压源或驱动器件。 为获得合适的 LVDS 串行数据速率，该 ADC 会自动倍乘采 样速率时钟。它提供一个数据时钟输出(DCO)用于在输出端 捕获数据，以及一个帧时钟输出(FCO)用于发送新输出字节 信号。它还支持各通道单独进入省电状态；禁用所有通道时， 典型功耗低于 2 mW。 该 ADC 内置多种功能特性，可使器件的灵活性达到最佳、 系统成本最低，例如可编程时钟与数据对准、生成可编程数 字测试码等。可获得的数字测试码包括内置固定码和伪随机 码，以及通过串行端接口(SPI)输入的用户自定义测试码。 AD9222 采用符合 RoHS 标准的 64 引脚 LFCSP 封装，额定温 度范围为−40°C 至+85°C 工业温度范围。 产品聚焦 1. 2. 3. 4. 5. 小尺寸：一个小型封装中集成 8 个 ADC，节省空间。 低功耗：每通道 114 mW (65 MSPS)。 易于使用：数据时钟输出(DCO)的工作频率高达 390 MHz，支持双倍数据速率(DDR)操作。 使用灵活：SPI 控制提供丰富灵活的特性，可满足各种 特定系统的需求。 引脚兼容系列产品，包括：AD9212（10 位）和 AD9252 （14 位）。 Rev. D Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel：781.329.4700 www.analog.com Fax：781.461.3113©2006–2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI 中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI 不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考 ADI 提 供的最新英文版数据手册。 AD9222 目录 特性 .................................................................................................. 1 应用 .................................................................................................. 1 概述 .................................................................................................. 1 功能框图 ......................................................................................... 1 产品聚焦 ......................................................................................... 1 修订历史 ......................................................................................... 2 技术规格 ......................................................................................... 3 交流规格 ..................................................................................... 4 数字规格 ..................................................................................... 5 开关规格 ..................................................................................... 6 时序图.............................................................................................. 7 绝对最大额定值 ............................................................................ 9 热阻.............................................................................................. 9 ESD 警告 ..................................................................................... 9 引脚配置和功能描述 .................................................................10 等效电路 .......................................................................................12 典型工作特性 ..............................................................................14 工作原理 .......................................................................................21 模拟输入考虑.......................................................................... 21 时钟输入考虑.......................................................................... 24 串行端口接口(SPI)..................................................................... 33 硬件接口 .................................................................................. 34 存储器映射 .................................................................................. 36 读取存储器映射表................................................................. 36 保留位置 .................................................................................. 36 默认值....................................................................................... 36 逻辑电平 .................................................................................. 36 评估板 ........................................................................................... 40 电源 ........................................................................................... 40 输入信号 .................................................................................. 40 输出信号 .................................................................................. 40 默认操作与跳线选择设置.................................................... 41 可选模拟输入驱动配置 ........................................................ 42 外形尺寸....................................................................................... 59 订购指南 .................................................................................. 59 修订历史 2010 年 4 月—修订版 C 至修订版 D 更改表 16 中的地址 16 ..............................................................38 更新外形尺寸 ..............................................................................59 更改订购指南部分......................................................................59 2010 年 1 月—修订版 B 至修订版 C 更新外形尺寸 ..............................................................................59 更改订购指南部分......................................................................60 2009 年 7 月—修订版 A 至修订版 B 更改图 5 ........................................................................................10 更改图 61 和图 62 .......................................................................23 更改图 79 和图 80 .......................................................................31 更新外形尺寸 ..............................................................................59 更改订购指南部分......................................................................59 2007 年 8 月—修订版 0 至修订版 A 增加 65 MSPS 型号 ................................................................ 通篇 更改特性部分 ................................................................................ 1 更改产品聚焦部分........................................................................ 1 更改图 2 至图 4 ............................................................................. 7 增加图 21 至图 24、图 27、图 28、图 30、图 32、图 37、图 38、图 40、图 42、图 44、图 46、图 48 和图 51...............15 增加图 56 和图 58 ...................................................................... 22 增加图 70...................................................................................... 25 增加图 72...................................................................................... 26 增加图 74...................................................................................... 27 增加图 76 和图 78 ...................................................................... 28 更改数字输出和时序部分........................................................ 28 更改表 9 尾注.............................................................................. 29 增加表 10...................................................................................... 30 更改 RBIAS 引脚部分................................................................ 31 删除图 56 和图 57 ...................................................................... 27 更改表 15...................................................................................... 35 更改输入信号部分 ..................................................................... 40 更改输出信号部分 ..................................................................... 40 更改图 86...................................................................................... 40 更改默认操作与跳线选择设置部分 ...................................... 41 更改可选模拟输入配置部分 ................................................... 42 增加图 88 和图 89 ...................................................................... 42 更改图 92...................................................................................... 45 更改表 17...................................................................................... 54 更新外形尺寸.............................................................................. 59 更改订购指南部分 ..................................................................... 60 2006 年 9 月—修订版 0：初始版 Rev. D | Page 2 of 60 AD9222 技术规格 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、2 V 峰峰值差分输入、1.0 V 内部基准电压、AIN = −0.5 dBFS。 表1 AD9222-40 温度 参数 1 分辨率 最小值 典型值 AD9222-50 最大值 12 最小值 典型值 AD9222-65 最大值 12 最小值 典型值 最大值 单位 位 12 精度 无失码 全 保证 保证 保证 失调误差 全 ±1 ±8 ±1 ±8 ±1 失调匹配 全 ±3 ±8 ±3 ±8 ±3 ±8 mV 增益误差 全 ±0.4 ±1.2 ±1.5 ±2.5 ±3.5 ±5 % FS 增益匹配 全 ±0.3 ±0.7 ±0.3 ±0.7 ±0.4 ±0.8 % FS 微分非线性(DNL) 全 ±0.25 ±0.5 ±0.3 ±0.65 ±0.25 ±0.6 LSB 积分非线性(INL) 全 ±0.4 ±1 ±0.4 ±1 ±0.4 ±1 LSB 失调误差 全 ±2 ±2 ±2 ppm/°C 增益误差 全 ±17 ±17 ±17 ppm/°C 基准电压(1 V 模式) 全 ±21 ±21 ±21 ppm/°C 输出电压误差 (VREF = 1 V) 全 ±2 负载调整率@ 1.0 mA (VREF = 1 V) 全 3 3 3 mV 输入电阻 全 6 6 6 kΩ 差分输入电压范围 (VREF = 1 V) 全 2 2 2 V p-p 共模电压 全 AVDD/2 AVDD/2 AVDD/2 V 差分输入电容 全 7 7 7 pF 全功率模拟带宽 全 325 325 325 MHz ±8 mV 温度漂移 基准电压 ±30 ±2 ±30 ±2 ±30 mV 模拟输入 电源 AVDD 全 1.7 DRVDD 全 1.7 IAVDD 全 IDRVDD 全 总功耗（包括输出 驱动器） 1.9 1.7 1.8 1.9 1.7 338 348.5 51 53.6 全 700 省电功耗 全 2 待机功耗 2 全 83 89 100 mW 全 −90 −90 −90 dB 全 −90 −90 −90 dB 串扰 串扰（超量程情况） 3 1.8 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 V 357.5 367.5 450 470 mA 53.5 56.2 56.6 60.5 mA 722 740 760 910 950.5 mW 11 2 11 2 11 如需了解完整的定义以及这些测试如何完成，请参阅应用笔记 AN-835：“了解高速 ADC 测试和评估”。 这可以通过 SPI 控制。 3 超量程情况特指满量程输入范围的 6 dB。 1 2 Rev. D | Page 3 of 60 1.8 1.9 V mW AD9222 交流规格 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、2 V 峰峰值差分输入、1.0 V 内部基准电压、AIN = −0.5 dBFS。 表2 参数1 温度 AD9222-40 AD9222-50 AD9222-65 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 单位 信噪比(SNR) fIN = 2.4 MHz 全 fIN = 19.7 MHz 全 fIN = 35 MHz 全 69.9 fIN = 70 MHz 全 68.8 fIN = 2.4 MHz 全 70.0 fIN = 19.7 MHz 全 fIN = 35 MHz 全 69.5 69.8 fIN = 70 MHz 全 68.0 fIN = 2.4 MHz 全 11.38 fIN = 19.7 MHz 全 fIN = 35 MHz 全 11.32 11.33 fIN = 70 MHz 全 11.14 11.17 11.25 位 fIN = 2.4 MHz 全 85 85 83 dBc fIN = 19.7 MHz 全 80 dBc fIN = 35 MHz 全 80 83 80 dBc fIN = 70 MHz 全 76 77 75 dBc fIN = 2.4 MHz 全 −85 fIN = 19.7 MHz 全 −85 fIN = 35 MHz 全 −80 −83 −80 dBc fIN = 70 MHz 全 −76 −77 −75 dBc fIN = 2.4 MHz 全 −92 −92 −90 dBc fIN = 19.7 MHz 全 −92 fIN = 35 MHz 全 −92 −92 −90 dBc fIN = 70 MHz 全 −90 −90 −85 dBc fIN1 = 15 MHz, fIN2 = 16 MHz 25°C 80.0 80.0 80.0 dBc fIN1 = 70 MHz, fIN2 = 71 MHz 25°C 77.0 77.0 75.0 dBc 70.3 69.5 70.4 70.3 69.5 70.3 dB 70.0 dB 70.0 69.8 dB 69.0 69.5 dB 70.0 69.5 dB 69.4 dB 69.3 dB 68.5 69 dB 11.4 11.4 位 11.34 位 11.30 位 70.3 68.5 信纳比(SINAD) 68.7 70.0 68.5 70.0 66.8 有效位数(ENOB) 11.25 11.38 11.25 11.38 11.1 无杂散动态范围(SFDR) 73 85 73 84 70.5 最差谐波（二次或三次） −85 −74 −84 −83 −73 −80 dBc −70.5 dBc 最差其它谐波（二次或三次除外） −80 −92 −80 −90 −80 dBc 双音交调失真(IMD) — AIN1 和 AIN2 = −7.0 dBFS 1 如需了解完整的定义以及这些测试如何完成，请参阅应用笔记 AN-835：“了解高速 ADC 测试和评估”。 Rev. D | Page 4 of 60 AD9222 数字规格 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、2 V 峰峰值差分输入、1.0 V 内部基准电压、AIN = −0.5 dBFS。 表3 温度 参数1 最小值 AD9222-40 典型值 最大值 最小值 AD9222-50 典型值 最大值 AD9222-65 最小值 典型值 最大值 单位 时钟输入(CLK+、CLK−) 逻辑兼容 CMOS/LVDS/LVPECL CMOS/LVDS/LVPECL CMOS/LVDS/LVPECL 差分输入电压 2 全 输入共模电压 全 1.2 1.2 1.2 V 输入电阻（差分） 25°C 20 20 20 kΩ 输入电容 25°C 1.5 1.5 1.5 pF 250 250 250 mV p-p 逻辑输入(PDWN、SCLK/DTP) 逻辑 1 电压 全 1.2 逻辑 0 电压 全 0 输入电阻 25°C 30 30 30 kΩ 输入电容 25°C 0.5 0.5 0.5 pF 3.6 1.2 3.6 0.3 1.2 3.6 0.3 0.3 V V 逻辑输入(CSB) 逻辑 1 电压 全 1.2 逻辑 0 电压 全 0 输入电阻 25°C 70 70 70 kΩ 输入电容 25°C 0.5 0.5 0.5 pF 3.6 1.2 3.6 0.3 1.2 3.6 0.3 0.3 V V 逻辑输入(SDIO/ODM) 逻辑 1 电压 全 1.2 逻辑 0 电压 全 0 输入电阻 25°C 30 30 30 kΩ 25°C 2 2 2 pF 逻辑 1 电压(IOH = 800 μA) 全 1.79 1.79 1.79 V 逻辑 0 电压(IOL = 50 μA) 全 输入电容 DRVDD 1.2 + 0.3 0.3 DRVDD 1.2 + 0.3 0 0.3 DRVDD V + 0.3 0 0.3 V 逻辑输出(SDIO/ODM) 3 0.05 0.05 0.05 V 454 mV 数 字 输 出 (D + x 、 D − x) ， (ANSI-644)1 逻辑兼容 LVDS LVDS LVDS 差分输出电压(VOD) 全 247 454 247 454 247 输出失调电压(VOS) 全 1.125 1.375 1.125 1.375 1.125 输出编码（默认） 偏移二进制 偏移二进制 1.375 偏移二进制 V 数字输出(D + x、D − x)，（低 功耗、减少信号选项）1 逻辑兼容 LVDS 差分输出电压(VOD) 全 150 输出失调电压(VOS) 全 1.10 输出编码（默认） LVDS 250 150 1.30 1.10 偏移二进制 LVDS 250 150 250 1.30 1.10 1.30 偏移二进制 偏移二进制 如需了解完整的定义以及这些测试如何完成，请参阅应用笔记 AN-835：“了解高速 ADC 测试和评估”。 仅针对 LVDS 和 LVPECL。 3 针对共用同一连接的 13 个 SDIO 引脚。 1 2 Rev. D | Page 5 of 60 mV V AD9222 开关规格 除非另有说明，AVDD = 1.8 V、DRVDD = 1.8 V、2 V 峰峰值差分输入、1.0 V 内部基准电压、AIN = −0.5 dBFS。 表4 温度 参数1 最小值 AD9222-40 典型值 最大值 最小值 AD9222-50 典型值 最大值 最小值 AD9222-65 典型值 最大值 单位 时钟 2 最大时钟速率 全 最小时钟速率 全 时钟脉宽高电平(tEH) 全 12.5 10.0 7.5 ns 时钟脉宽低电平(tEL) 全 12.5 10.0 7.5 ns 传播延迟(tPD) 全 1.5 上升时间(tR)（20%至 80%） 全 300 300 300 ps 下降时间(tF)（20%至 80%） 全 300 300 300 ps FCO 传播延迟(tFCO) 全 1.5 40 50 65 10 MSPS 10 10 MSPS 输出参数 2, 3 DCO 传播延迟(tCPD)4 DCO 至数据延迟(tDATA) DCO 至 FCO 延迟(tFRAME)4 2.3 3.1 3.1 1.5 1.5 tFCO + (tSAMPLE/24) 全 4 2.3 2.3 2.3 3.1 3.1 1.5 1.5 tFCO + (tSAMPLE/24) 2.3 2.3 3.1 3.1 tFCO + (tSAMPLE/24) ns ns ns 全 (tSAMPLE/ (tSAMPLE/ (tSAMPLE/ (tSAMPLE/24) (tSAMPLE/24) 24) − 300 24) + 300 24) − 300 (tSAMPLE/ 24) + 300 (tSAMPLE/ 24) − 300 (tSAMPLE/24) (tSAMPLE/ 24) + 300 ps 全 (tSAMPLE/ (tSAMPLE/ (tSAMPLE/ (tSAMPLE/24) (tSAMPLE/24) 24) − 300 24) + 300 24) − 300 (tSAMPLE/ 24) + 300 (tSAMPLE/ 24) − 300 (tSAMPLE/24) (tSAMPLE/ 24) + 300 ps ±50 ±200 ps 数据至数据偏斜 (tDATA-MAX − tDATA-MIN) 全 唤醒时间（待机） 25°C 唤醒时间（省电） 25°C 375 375 375 μs 流水线延迟 全 8 8 8 CLK 周期 孔径延迟(tA) 25°C 750 750 750 ps 孔径不确定（抖动） 25°C