CBM41AD49QF

CBM41AD49QF 产品详参 产品应用 产品描述 高速高精度 14 位 250MSPS A/D 转换器是采 无线、宽带通信 用 CMOS 工艺制造的单片集成电路，采样率最 接收器 高可达 250 MSPS。该模数转换器利用新的设计 通信测试设备 方法在获得高的动态性能的同时，也能在 1.8V 雷达和卫星子系统 的电源电压下获得超低功耗。它适用于多载波的 率放大器的线性化 宽带通信应用。 A/D 转换器的原理图。该电路主要包括多级流 产品特点 水线，输出驱动电路，内部基准产生电路、时钟 稳定电路、控制逻辑、数字校正电路以及输出驱 分辨率：14bit 动电路等。 采样率：250MSPS； 该电路采用 CMOS 工艺制造，48 引线封装 SNR 大于 65dB； （VQF48），该电路可相似替代美国 TI 公司的 SFDR 大于 70dB； ADS4149。 功耗小于 0.45W PIN 兼容 AD4149 系列 引脚配置 图 1.1 引脚配置图 1 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 引脚简述 引脚序号 符号 简述 1 GNDD 数字地 2 VDDD 3 符号 简述 25 GNDA 模拟地 数字电源 26 VDDA 模拟电源 QOR 溢出位 27 SEN 串行接口使能 4 QCLK+ 时钟输入正 28 SDATA 串行接口数据输入 5 QCLK- 时钟输入负 29 SCLK 串行接口时钟输入 6 DFS 输出数据格式 30 RESET 复位 7 OE 输出使能 31 DNC 悬空 8 VDDA 模拟电源 32 DNC 悬空 9 GNDA 模拟地 33 DD0-/DD1- D0、D1 输出负端 10 INCLK+ 差分时钟输入正 34 DD0+/DD1+ D0、D1 输出正端 11 INCLK- 差分时钟输入负 35 VDDD 数字电源 12 GNDA 模拟地 36 GNDD 数字地 13 VCM 共模输出 37 DD2-/DD3- D2、D3 输出负端 14 GNDA 模拟地 38 DD2+/DD3+ D2、D3 输出正端 15 IN+ 差分模拟输入正 39 DD4-/DD5- D4、D5 输出负端 16 IN- 差分模拟输入负 40 DD5+/DD5+ D4、D5 输出正端 17 GNDA 模拟地 41 DD6-/DD7- D6、D7 输出负端 18 VDDA 模拟电源 42 DD6+/DD7+ D6、D7 输出正端 19 GNDA 模拟地 43 DD8-/DD9- D8、D9 输出负端 20 VDDA 模拟电源 44 DD8+/DD9+ D8、D9 输出正端 21 DNC 悬空 45 DD10-/DD11- D10、D11 输出负端 22 VDDA 模拟电源 46 DD10+/DD11+ D10、D11 输出正端 23 DNC 备用 47 DD12-/DD13- D12、D13 输出负端 24 VDDA 模拟电源 48 DD12+/DD13+ D12、D13 输出正端 图 1.2 引脚序号 引脚简述 2 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 功能框图及定时特性 OVDD 内部基准产 生器 AIN+ 9级流 水线 数字校正 输出驱动 数字输出 AIN- 时钟稳定 电路 OF CLKOUT 控制逻辑 VDD GND ENC+ ENC- 控制信号 图 1.3 功能框图 图 1.4 定时特性 3 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 性能参数 参数 测试条件 14 位 250MHz ADC 最小值 分辨率 SNR - fCLK=250MHz， 71 - 68 70 - 67 69 - 68 70 - 67 69 - 66 68 - 78 82 - 77 80 - 76 78 - 10.5 - - Bit -0.99 ±0.8 - LSB - ±3.5 ±5 LSB 2 - Vpp fCLK=250MHz， fIN=170MHz fCLK=250MHz， fIN=30MHz fCLK=250MHz， fIN=70MHz fCLK=250MHz， fIN=170MHz fCLK=250MHz， fIN=30MHz fCLK=250MHz， fIN=70MHz fCLK=250MHz， fIN=170MHz ENOB Bit 69 fIN=30MHz fIN=70MHz SFDR 最大值 14 fCLK=250MHz， SINAD 典型值 单位 fCLK=250MHz， dBFS dBFS dBFS fIN=30MHz DNL fCLK=250MHz， fIN=10MHz INL fCLK=250MHz， fIN=10MHz 模拟输入 差分输入范围 — - 4 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 输入电阻 — - 1 - MΩ 输入电溶 — - 4 - pF 模拟输入带宽 — - 480 - MHz 共模输出电压 — - 0.95 - V 直流特性 失调误差 — -15 3 15 mV 增益误差 — -2 - 2 %FS - 138 150 mA - 65 80 mA - 248.4 270 mW - 117 144 mW - 3.5 25 mW 功耗 模拟电流 LVDS 模式 (350mV) 数字电流 LVDS 模式 (350mV) 模拟功耗 LVDS 模式 (350mV) 数字功耗 LVDS 模式 (350mV) 休眠功耗 LVDS 模式 (350mV) 数字特性 逻辑输入高电平 — 1.5 - — V 逻辑输入低电平 — — - 0.3 V 输入高电平电流 — -15 - 15 uA 输入低电平电流 — -2 - 2 uA LVDS 模式 200 350 500 mV LVDS 差分 输出电压 5 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 (350mV) LVDS 共模 LVDS 模式 输出电压 0.8 1.05 1.3 V 0.6 0.8 1.2 ns 0.35 0.6 - ns 0.75 1.1 - ns (350mV) 时间参数 孔径延迟 数据建立时间 LVDS 模式 (350mV) 数据保持时间 LVDS 模式 (350mV) 图 1.5 性能参数表 主要特性曲线图（电特性测试图） 1、DNL、INL 测试结果 测试条件： 采样率：fCLK=250MHz； 输入信号频率 fIN=10MHz； 测试结果： DNL： +0.8/-0.75 LSB INL： +4.1/-3.8 LSB 6 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 图 1.6 DNL、INL 测试结果 2、动态参数测试结果 测试条件： 采样率：fCLK=250MHz； 输入信号频率 fIN=10MHz； 测试结果： SFDR=78dB； HD2，3nd = 78dB； HD4nd = 83dB； SNR = 68.6dB； 7 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 图 1.7 动态指标测试结果 动态性能 VS 输入信号频率 76 75 SNR（dB） 74 73 72 71 70 69 68 67 66 10 30 70 100 170 输入信号频率（MHz） 8 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 动态性能 VS 输入信号频率 90 88 SFDR（dB） 86 84 82 80 78 76 10 30 70 100 170 输入信号频率（MHz） 图 1.8 动态指标随频率变化 典型应用线路图 1 概述 高速高精度 14 位 A/D 转换器是采用 CMOS 工艺制造的半导体集成电路。该产品具有 采样率高、线性误差小、失调增益校正和 SPI 接口控制等特点。通过 SPI 接口可对内部电路 的工作状态、输入失调和满度输入范围进行配置；模拟输入为差分输入，既可交流耦合输入 也可直流耦合输入；时钟输入电路内部设有直流偏置，必须交流耦合输入。 2 模拟输入 模拟输入包含一个差分的基于开关电容的采样保持结构，如图 1.9 所示。差分结构在高 频输入时有更好的 AC 特性。差分输入 INP 和 INM 的共模电压为 0.95V,由片内引脚 VCM 提供。差分的最大输入摆幅为 2VPP。 9 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 采样开关 RCR滤波器 采样电容 差分 输入 采样电容 采样开关 图 1.9 模拟输入等效电路 3 驱动电路 图 2.0（a）和图 2.0（b）展示了驱动电路的两种配置情况：一个是从低带宽方面进行 优化的，另一个则是从高带宽（以支持高输入频率）方面进行优化的。 图 2.0（a） 低频模拟输入驱动电路 图 2.0（b） 高频模拟输入驱动电路 10 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 图 2.1 1：4 的变压器驱动电路 在各种情形下，为获得需要的动态性能，需要有带通或者低通的滤波器辅助，如图 12 所示。这样的一个滤波器在高频时有较低的源阻抗，有利于吸收采用尖峰，同时又不会造成 性能的衰减。 4 时钟输入 产品的输入时钟可以差分（正弦、LVPECL 或者 LVDS）也可以单端（LVCMOS）驱动。 当用正弦时钟信号时，驱动电路可以采用变压器耦合的；当用 LVPECL 或者 LVDS 的时钟信 号源时，驱动电路可以采用交流耦合的。输入时钟的等效电路如图 2.2 所示。 图 2.2 输入时钟等效电路 单端的时钟驱动电路如图 2.3 所示。差分的时钟驱动电路如图 2.4 所示。 11 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 时钟 输入 差分 时钟 输入 图 2.3 单端时钟驱动电路 图 2.4 差分时钟驱动电路 5 数字功能 器件默认处于低延迟模式，该模式下没有开启任何数字功能。配置“低延迟模式”寄存 器为“1” ，可以开启的数字功能包含增益校正、失调校正以及测试模式，如图 2.5 所示。 图 2.5 差分时钟驱动电路 注意事项 1.产品安装注意事项： 1) 要求应用对象电路板有一个完整干净的地。 2) 要求应用对象为多层布线板且内含独立的地层。 3) 要求应用对象电路板的数字地和模拟地尽量分离，不要将数字线布于模 拟线旁边或于 ADC 底下。 4) AVDD，DRVDD 和 VCM 要接高质量的陶瓷旁路电容，且旁路电容要尽 量靠近管脚，连接管脚和旁路电容的连线越短越宽越好。 2.产品使用注意事项： 1) 差分输入应尽量靠近且相互平行。 2) 输入连线应尽量短以最小化寄生电容和噪声引入。 12 www.corebai.com CBM41AD49QF 产品详参 3) 为了更好的散热并获得更好的电性能，芯片的底板应焊接到 PCB 板的一 个大的地端，从而最大限度发挥封装的热性能。 4) 很重要的是，芯片的地应该通过尽量多的渠道和足够多的面积与 PCB 板 的地层相连。 3.产品防护注意事项： 1) 静电电荷很容易在人体和测试设备上累积，并可能在没有察觉的情况下 放电。尽管本产品具有专用 ESD 保护电路，但在遇到高能量静电放电时， 可能会发生永久性器件损坏。因此，建议采取适当的 ESD 防范措施，以 避免器件性能下降或功能丧失。 2) 超出绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏。这只是额定最值，不表 示在这些条件下或者在任何其它超出本产品手册中所示的条件下，器件 能够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。 常见故障及处理办法 1. 无信号输出：检查电源电压、输入信号、时钟是否正确加载。 2. 出现溢出信号：检查基准是否正常工作，输入信号幅度是否正确。 3. 器件工作不稳定：检查电源，保证电源电压稳定。 13 www.corebai.com