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8通道、12位、40/50/65 MSPS、 串行LVDS、1.8 V ADC
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8通道、12位、40/50/65 MSPS、
串行LVDS、1.8 V ADC
AD9222
Rev. D
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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。
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
功能框图
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. 小尺寸:一个小型封装中集成 8 个 ADC,节省空间。
2. 低功耗:每通道 114 mW (65 MSPS)。
3. 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。
4. 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。
5. 引脚兼容系列产品,包括:AD9212(10 位)和 AD9252
(14 位)。
AD9222
Rev. D | Page 2 of 60
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
AD9222
Rev. D | Page 3 of 60
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 AD9222-50 AD9222-65
参数
1
温度
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
分辨率
12
12
12
位
精度
无失码 全
保证
保证 保证
失调误差 全
±1 ±8
±1 ±8
±1 ±8 mV
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
温度漂移
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
基准电压
输出电压误差
(VREF = 1 V)
全
±2 ±30
±2 ±30
±2 ±30 mV
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
模拟输入
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
电源
AVDD
全
1.7 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 V
DRVDD
全
1.7 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 1.7 1.8 1.9 V
IAVDD
全
338 348.5
357.5 367.5
450 470 mA
IDRVDD
全
51 53.6
53.5 56.2
56.6 60.5 mA
总功耗(包括输出
驱动器)
全
700 722
740 760
910 950.5 mW
省电功耗 全
2 11
2 11
2 11 mW
待机功耗
2
全
83
89
100
mW
串扰 全
−90
−90
−90
dB
串扰(超量程情况)
3
全
−90
−90
−90
dB
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
”。
2
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。
AD9222
Rev. D | Page 4 of 60
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
AD9222-40 AD9222-50 AD9222-65
参数
1
温度
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)
f
IN
= 2.4 MHz
全
70.3
70.4
70.3
dB
f
IN
= 19.7 MHz
全
69.5 70.3
69.5 70.3
68.5 70.0
dB
f
IN
= 35 MHz
全
69.9
70.0
69.8
dB
f
IN
= 70 MHz
全
68.8
69.0
69.5
dB
信纳比(SINAD)
f
IN
= 2.4 MHz
全
70.0
70.0
69.5
dB
f
IN
= 19.7 MHz
全
68.7 70.0
68.5 70.0
66.8 69.4
dB
f
IN
= 35 MHz
全
69.5
69.8
69.3
dB
f
IN
= 70 MHz
全
68.0
68.5
69
dB
有效位数(ENOB)
f
IN
= 2.4 MHz
全
11.38
11.4
11.4
位
f
IN
= 19.7 MHz
全
11.25 11.38
11.25 11.38
11.1 11.34
位
f
IN
= 35 MHz
全
11.32
11.33
11.30
位
f
IN
= 70 MHz
全
11.14
11.17
11.25
位
无杂散动态范围(SFDR)
f
IN
= 2.4 MHz
全
85
85
83
dBc
f
IN
= 19.7 MHz
全
73 85
73 84
70.5 80
dBc
f
IN
= 35 MHz
全
80
83
80
dBc
f
IN
= 70 MHz
全
76
77
75
dBc
最差谐波(二次或三次)
f
IN
= 2.4 MHz
全
−85
−85
−83
dBc
f
IN
= 19.7 MHz
全
−85 −74
−84 −73
−80 −70.5 dBc
f
IN
= 35 MHz
全
−80
−83
−80
dBc
f
IN
= 70 MHz
全
−76
−77
−75
dBc
最差其它谐波(二次或三次除外)
f
IN
= 2.4 MHz
全
−92
−92
−90
dBc
f
IN
= 19.7 MHz
全
−92 −80
−92 −80
−90 −80 dBc
f
IN
= 35 MHz
全
−92
−92
−90
dBc
f
IN
= 70 MHz
全
−90
−90
−85
dBc
双音交调失真(IMD) — AIN1 和
AIN2 = −7.0 dBFS
f
IN1
= 15 MHz, f
IN2
= 16 MHz 25°C
80.0
80.0
80.0
dBc
f
IN1
= 70 MHz, f
IN2
= 71 MHz 25°C
77.0
77.0
75.0
dBc
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
”。
AD9222
Rev. D | Page 5 of 60
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
AD9222-40 AD9222-50
AD9222-65
参数
1
温度
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
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
250
250
250
mV p-p
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
逻辑输入(PDWN、SCLK/DTP)
逻辑 1 电压
全
1.2
3.6 1.2
3.6 1.2
3.6 V
逻辑 0 电压
全
0
0.3
0.3
0.3 V
输入电阻
25°C
30
30
30
kΩ
输入电容
25°C
0.5
0.5
0.5
pF
逻辑输入(CSB)
逻辑 1 电压
全
1.2
3.6 1.2
3.6 1.2
3.6 V
逻辑 0 电压
全
0
0.3
0.3
0.3 V
输入电阻
25°C
70
70
70
kΩ
输入电容
25°C
0.5
0.5
0.5
pF
逻辑输入(SDIO/ODM)
逻辑 1 电压
全
1.2
DRVDD
+ 0.3
1.2
DRVDD
+ 0.3
1.2
DRVDD
+ 0.3
V
逻辑 0 电压
全
0
0.3 0
0.3 0
0.3 V
输入电阻
25°C
30
30
30
kΩ
输入电容
25°C
2
2
2
pF
逻辑输出(SDIO/ODM)
3
逻辑 1 电压(I
OH
= 800 μA)
全
1.79
1.79
1.79
V
逻辑 0 电压(I
OL
= 50 μA)
全
0.05
0.05
0.05 V
数字输出(D + x、D − x),
(ANSI-644)
1
逻辑兼容
LVDS
LVDS
LVDS
差分输出电压(V
OD
)
全
247
454 247
454 247
454 mV
输出失调电压(V
OS
)
全
1.125
1.375 1.125
1.375 1.125
1.375 V
输出编码(默认)
偏移二进制 偏移二进制
偏移二进制
数字输出(D + x、D − x),(低
功耗、减少信号选项)
1
逻辑兼容
LVDS
LVDS
LVDS
差分输出电压(V
OD
)
全
150
250 150
250 150
250 mV
输出失调电压(V
OS
)
全
1.10
1.30 1.10
1.30 1.10
1.30 V
输出编码(默认)
偏移二进制 偏移二进制
偏移二进制
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
”。
2
仅针对 LVDS 和 LVPECL。
3
针对共用同一连接的 13 个 SDIO 引脚。
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