14 ビット、 1.25 GSPS JESD204B 、 デュアル A/D コンバータ
データシート AD9691
Rev. 0
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特長
JESD204B(サブクラス 1)でシリアル・デジタル出力をエン コーディング
1 チャンネルあたりの総消費電力: 1.9 W(デフォルト設定時)
SFDR = 77 dBFS @ 340 MHz
SNR = 63.4 dBFS @ 340 MHz(AIN = -1.0 dBFS)
ノイズ密度 = -152.6 dBFS/Hz
1.25 V、2.50 V、3.3 V の DC 電源で動作 ノー・ミス・コード
差動フルスケール入力電圧: 1.58 V p-p 差動終端インピーダンスを選択可能:
400 Ω、200 Ω、100 Ω、50 Ω
有効アナログ入力フル・パワー帯域幅: 1.5 GHz チャンネル・アイソレーション(クロストーク): 95 dB AGC を実現するのに便利な振幅検出ビット
1 チャンネルにつき内蔵広帯域デジタル・プロセッサ 2 個 12 ビット NCO、最大 4 個のカスケード接続ハーフバン ド・フィルタ
整数クロック分周比: 1、2、4、8 のいずれか フレキシブルなJESD204B レーン構成 タイムスタンプ機能
小信号ディザ
アプリケーション
通信(広帯域レシーバ、デジタル・プリディストーション)
計測器(スペクトラム・アナライザ、ネットワーク・アナライ ザ、統合 RF試験ソリューション)
DOCSIS 3.x CMTS アップストリーム受信パス
高速データ・アクイジション・システム
概要
AD9691 は 14 ビット、1.25 GSPS のデュアル A/D コンバータ
(ADC)です。低消費電力、小型、使いやすさの 3 つを考慮して 設計されたバッファとサンプル&ホールド回路を内蔵し、1.5 GHz までの広帯域アナログ信号をサンプリングできます。
デュアルのADC コアは、マルチステージの差動パイプライン・
アーキテクチャを採用し、出力誤差補正ロジックを内蔵していま す。各ADC は、選択可能なさまざまな入力範囲に対応した広帯 域入力を備えています。リファレンス電圧を内蔵しているので設 計が容易です。
ADC の各データ出力は、2 個のデジタル・ダウンコンバータ
(DDC)に内部で接続されています。各 DDC は、カスケード接 続された 4 段の信号処理ステージで構成されています(12ビッ トの周波数変換器(NCO)が 1 つ、ハーフバンド・デシメーシ ョン・フィルタが 4 つ)。
DDC ブロックに加え、AD9691 にはADCの高速検出ビットを使 って入力信号電力をモニタできるプログラマブルなスレッショ ールド検出器があります。
機能ブロック図
図 1.
このスレッショールド・インジケータはレイテンシが小さいので、
瞬時にシステム・ゲインを下げ、ADC 入力がオーバーレンジ状 態になるのを防ぐことができます。
JESD204B(サブクラス 1)準拠の高速シリアル出力は、DDC の
構成と、受信側ロジック・デバイスで受信できるレーン・レート に応じて、1 レーン、2 レーン、4 レーン、8 レーンのいずれか に構成できます。SYSREF±入力端子を使って、複数のデバイス を同期させることができます。
AD9691 は、鉛フリーの88 ピンLFCSP パッケージで提供され
ます。-40 °C ~ +85 °C の工業用温度範囲で規定されています。
この製品は米国特許によって保護されています。
製品のハイライト
1. 低消費電力のアナログ・コア、14 ビット、1.25 GSPS のデ
ュアルADC、1 チャンネルあたりの消費電力 1.9 W
2. フル・パワー帯域幅が広いため、1.5 GHz までの信号の中 間周波数(IF)をサンプリング可能
3. バッファ付き入力の入力終端インピーダンスを選択できる ため、フィルタの設計と実装が容易
4. 製品のさまざまな特性と機能を制御して個々のシステム要 件を満たす、フレキシブルなシリアル・ポート・インター フェース(SPI)
5. プログラム可能な高速オーバーレンジ検出
6. 12 mm × 12 mmの88 ピンLFCSPパッケージ
VIN+A VIN–A
VIN+B VIN–B
CLK+
CLK–
AD9691
SERDOUT0±
SERDOUT1±
SERDOUT2±
SERDOUT3±
SERDOUT4±
SERDOUT5±
SERDOUT6±
SERDOUT7±
÷2
÷4
SYSREF±
CLOCK GENERATION
14
14
PDWN/
STBY SYNCINB±
FD_A
FD_B
BUFFER BUFFER
JESD204B HIGH SPEED SERIALIZER Tx OUTPUTS
JESD204B SUBCLASS 1
CONTROL V_1P0
÷8
FAST DETECT SIGNAL
MONITOR
AGND DRGND DGND SDIO SCLK CSB AVDD2
(2.50V) AVDD1 (1.25V)
AVDD3 (3.3V)
AVDD_SR (1.25V)
DVDD (1.25V)
DRVDD (1.25V)
SPIVDD (1.8V TO 3.3V)
8 FAST DETECT SIGNAL
MONITOR
ADC CORE ADC CORE
SPI CONTROL
13092-001
DIGITAL DOWN- CONVERTER
DIGITAL DOWN- CONVERTER
CONTROL REGISTERS
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 ... 2
仕様 ... 3
DC 仕様 ... 3
AC 仕様 ... 4
デジタル仕様 ... 5
スイッチング仕様 ... 6
タイミング仕様 ... 7
絶対最大定格 ... 9
熱特性 ... 9
ESD の注意 ... 9
ピン配置およびピン機能説明 ... 10
代表的な性能特性 ... 12
等価回路 ... 16
動作原理 ... 18
ADC のアーキテクチャ ... 18
アナログ入力についての検討 ... 18
電圧リファレンス ... 20
クロック入力についての検討 ... 21
パワーダウン・モード、スタンバイ・モード ... 22
温度ダイオード ... 22
ADC オーバーレンジと高速検出 ... 23
ADC オーバーレンジ ... 23
スレッショールドの高速検出(FD_Aと FD_B) ... 23
信号モニタ ... 24
デジタル・ダウンコンバータ(DDC) ... 27
DDC の I/Q 入力の選択 ... 27
DDC の I/Q 出力の選択 ... 27
DDC の概要 ... 27
周波数変換 ... 33
概要 ... 33
DDC の NCO とミキサーで生じる損失とSFDR ... 34
数値制御オシレータ ... 34
FIR フィルタ ... 36
概要 ... 36
DDC ゲイン・ステージ ... 39
DDC の複素数/実数変換ブロック ... 39
DDC の構成例 ... 40
デジタル出力 ... 43
JESD204B インターフェースについて ... 43
JESD204B の概要 ... 43
機能の概要... 44
JESD204B リンクの確立 ... 45
物理層(ドライバ)の出力 ... 47
JESD204B リンクの設定 ... 48
マルチチップ同期 ... 51
SYSREF± のセットアップ/ホールド・ウィンドウ・モニタ ... 52
テスト・モード ... 54
ADC テスト・モード ... 54
JESD204B ブロック・テスト・モード ... 54
シリアル・ポート・インターフェース ... 57
SPI を使って設定する ... 57
ハードウェア・インターフェース ... 57
SPI でアクセスできる機能 ... 57
メモリ・マップ ... 58
メモリ・マップ・レジスタ・テーブルの読み出し ... 58
メモリ・マップ・レジスタ・テーブル ... 59
アプリケーション情報 ... 71
電源に関する推奨事項 ... 71
露出パッド・サーマル・ヒート・スラグに関する推奨事項 . 71 AVDD1_SR(ピン 78)、AGND(ピン 77、ピン 81) ... 71
外形寸法 ... 72
オーダー・ガイド ... 72
改訂履歴
7/15—Revision 0: Initial Version
仕様
DC 仕様
特に指定がない限り、AVDD1 = 1.25 V、AVDD2 = 2.50 V、AVDD3 = 3.3 V、AVDD1_SR = 1.25 V、DVDD = 1.25 V、DRVDD = 1.25 V、SPIVDD
= 1.8 V、規定の最大サンプリング・レート(1250 MSPS)、1.58 V p-p フルスケール差動入力、AIN = -1.0 dBFS、クロック分周比 = 2、デフ
ォルトの SPI 設定、TA = 25 °C。
表 1.
Parameter Temperature Min Typ Max Unit
RESOLUTION Full 14 Bits
ACCURACY
No Missing Codes Full Guaranteed
Offset Error Full −0.31 0 +0.31 % FSR
Offset Matching Full 0 0.3 % FSR
Gain Error Full −6 0 +6 % FSR
Gain Matching Full 1 3.9 % FSR
Differential Nonlinearity (DNL) Full −0.8 ±0.5 +0.8 LSB
Integral Nonlinearity (INL) Full −6.5 ±2.6 +6.5 LSB
TEMPERATURE DRIFT
Offset Error 25°C −26 ppm/°C
Gain Error 25°C ±9.8 ppm/°C
INTERNAL VOLTAGE REFERENCE
Voltage Full 1.0 V
INPUT REFERRED NOISE
VREF = 1.0 V 25°C 3.53 LSB rms
ANALOG INPUTS
Differential Input Voltage Range Full 1.58 V p-p
Common-Mode Voltage (VCM) 25°C 2.05 V
Differential Input Capacitance 25°C 1.5 pF
Analog Input Full Power Bandwidth 25°C 2 GHz
POWER SUPPLY
AVDD1 Full 1.22 1.25 1.28 V
AVDD2 Full 2.44 2.50 2.56 V
AVDD3 Full 3.2 3.3 3.4 V
AVDD1_SR Full 1.22 1.25 1.28 V
DVDD Full 1.22 1.25 1.28 V
DRVDD Full 1.22 1.25 1.28 V
SPIVDD Full 1.7 1.8 3.4 V
IAVDD1 Full 800 840 mA
IAVDD2 Full 670 770 mA
IAVDD3 Full 125 140 mA
IAVDD1_SR Full 15 18 mA
IDVDD1 Full 250 290 mA
IDRVDD2 Full 310 380 mA
ISPIVDD Full 5 6 mA
POWER CONSUMPTION
Total Power Dissipation (Including Output Drivers)1 Full 3.8 W
Power-Down Dissipation Full 0.9 mW
Standby3 Full 1.5 W
1デフォルト・モード。DDC不使用。L = 8、M = 2、F = 1。
2すべてのレーンが動作。DRVDDの消費電力は、レーン・レートと、使用されるレーン数に応じて変化します。
3スタンバイ・モードはSPIで制御可能。
AC 仕様
特に指定がない限り、AVDD1 = 1.25 V、AVDD2 = 2.50 V、AVDD3 = 3.3 V、AVDD1_SR = 1.25 V、DVDD = 1.25 V、DRVDD = 1.25 V、SPIVDD
= 1.8 V、規定の最大サンプリング・レート(1250 MSPS)、1.58 V p-p フルスケール差動入力、AIN = -1.0 dBFS、クロック分周比 = 2、デフ
ォルトの SPI 設定、TA = 25 °C。
表 2.
Parameter1 Temperature Min Typ Max Unit
ANALOG INPUT FULL SCALE Full 1.58 V p-p
NOISE DENSITY2 Full −152.6 dBFS/Hz
SIGNAL-TO-NOISE RATIO (SNR)3
fIN = 10 MHz 25°C 64.6 dBFS
fIN = 170 MHz Full 60.8 64.2 dBFS
fIN = 340 MHz 25°C 63.4 dBFS
fIN = 450 MHz 25°C 62.9 dBFS
fIN = 750 MHz 25°C 61.7 dBFS
fIN = 985 MHz 25°C 59.7 dBFS
fIN = 1205 MHz 25°C 58.3 dBFS
fIN = 1600 MHz 25°C 56.5 dBFS
fIN = 1950 MHz 25°C 55.1 dBFS
SNR AND DISTORTION RATIO (SINAD)3
fIN = 10 MHz 25°C 64.5 dBFS
fIN = 170 MHz Full 60.5 64.0 dBFS
fIN = 340 MHz 25°C 63.0 dBFS
fIN = 450 MHz 25°C 62.3 dBFS
fIN = 750 MHz 25°C 61.3 dBFS
fIN = 985 MHz 25°C 59.4 dBFS
fIN = 1205 MHz 25°C 57.5 dBFS
fIN = 1600 MHz 25°C 55.8 dBFS
fIN = 1950 MHz 25°C 54.7 dBFS
EFFECTIVE NUMBER OF BITS (ENOB)
fIN = 10 MHz 25°C 10.4 Bits
fIN = 170 MHz Full 9.7 10.3 Bits
fIN = 340 MHz 25°C 10.2 Bits
fIN = 450 MHz 25°C 10.1 Bits
fIN = 750 MHz 25°C 9.9 Bits
fIN = 985 MHz 25°C 9.6 Bits
fIN = 1205 MHz 25°C 9.2 Bits
fIN = 1600 MHz 25°C 9.0 Bits
fIN = 1950 MHz 25°C 8.8 Bits
SPURIOUS-FREE DYNAMIC RANGE (SFDR)3
fIN = 10 MHz 25°C 87 dBFS
fIN = 170 MHz Full 72 79 dBFS
fIN = 340 MHz 25°C 77 dBFS
fIN = 450 MHz 25°C 72 dBFS
fIN = 750 MHz 25°C 73 dBFS
fIN = 985 MHz 25°C 72 dBFS
fIN = 1205 MHz 25°C 66 dBFS
fIN = 1600 MHz 25°C 66 dBFS
fIN = 1950 MHz 25°C 69 dBFS
Parameter1 Temperature Min Typ Max Unit WORST HARMONIC, SECOND OR THIRD3
fIN = 10 MHz 25°C −87 dBFS
fIN = 170 MHz Full −84 −72 dBFS
fIN = 340 MHz 25°C −77 dBFS
fIN = 450 MHz 25°C −72 dBFS
fIN = 750 MHz 25°C −73 dBFS
fIN = 985 MHz 25°C −72 dBFS
fIN = 1205 MHz 25°C −66 dBFS
fIN = 1600 MHz 25°C −66 dBFS
fIN = 1950 MHz 25°C −69 dBFS
WORST OTHER, EXCLUDING SECOND OR THIRD HARMONIC3エラー! ブッ クマークが定義されていません。
fIN = 10 MHz 25°C −93 dBFS
fIN = 170 MHz Full −81 −76 dBFS
fIN = 340 MHz 25°C −79 dBFS
fIN = 450 MHz 25°C −81 dBFS
fIN = 750 MHz 25°C −77 dBFS
fIN = 985 MHz 25°C −76 dBFS
fIN = 1205 MHz 25°C −72 dBFS
fIN = 1600 MHz 25°C −72 dBFS
fIN = 1950 MHz 25°C −73 dBFS
TWO-TONE INTERMODULATION DISTORTION (IMD), AIN1 AND AIN2 = −7 dBFS
fIN1 = 185 MHz, fIN2 = 188 MHz, Buffer Current Setting = 3.5× 25°C 82 dBFS
fIN1 = 449 MHz, fIN2 = 452 MHz, Buffer Current Setting = 6.5× 25°C 78 dBFS
CHANNEL ISOLATION/CROSSTALK4 25°C 95 dB
FULL POWER BANDWIDTH5 25°C 1.5 GHz
1定義と試験方法については、AN-835アプリケーションノート「高速A/D コンバータ(ADC)のテストと評価について」を参照してください。
2ノイズ密度は、低いアナログ入力周波数(30 MHz)で測定。
3フルスケール電圧とバッファ電流制御の推奨設定については、表10を参照してください。
4クロストークは、2系統あるADC チャンネルの一方にだけ170 MHz、−1.0 dBFSのアナログ信号を入力して測定。
5図41 に示した回路で測定。
デジタル仕様
特に指定がない限り、AVDD1 = 1.25 V、AVDD2 = 2.50 V、AVDD3 = 3.3 V、AVDD1_SR = 1.25 V、DVDD = 1.25 V、DRVDD = 1.25 V、SPIVDD
= 1.8 V、規定の最大サンプリング・レート(1250 MSPS)、1.58 V p-p フルスケール差動入力、AIN = -1.0 dBFS、クロック分周比 = 2、デフ
ォルトの SPI 設定、TA = 25 °C。
表 3.
Parameter Temperature Min Typ Max Unit
CLOCK INPUTS (CLK+, CLK−)
Logic Compliance Full LVDS/LVPECL
Differential Input Voltage Full 600 1200 1800 mV p-p
Input Common-Mode Voltage Full 0.85 V
Input Resistance (Differential) Full 35 kΩ
Input Capacitance Full 2.5 pF
SYSTEM REFERENCE INPUTS (SYSREF+, SYSREF−)
Logic Compliance Full LVDS/LVPECL
Differential Input Voltage Full 400 1200 1800 mV p-p
Input Common-Mode Voltage Full 0.6 0.85 2.0 V
Input Resistance (Differential) Full 35 kΩ
Input Capacitance (Differential) Full 2.5 pF
Parameter Temperature Min Typ Max Unit LOGIC INPUTS (SDIO, SCLK, CSB, PDWN/STBY)
Logic Compliance Full CMOS
Logic 1 Voltage Full 0.8 × SPIVDD V
Logic 0 Voltage Full 0 0.5 V
Input Resistance Full 30 kΩ
LOGIC OUTPUT (SDIO)
Logic Compliance Full CMOS
Logic 1 Voltage (IOH = 800 µA) Full 0.8 × SPIVDD V
Logic 0 Voltage (IOL = 50 µA) Full 0 0.5 V
SYNC INPUTS (SYNCINB+, SYNCINB−)
Logic Compliance Full LVDS/LVPECL/CMOS
Differential Input Voltage Full 400 1200 1800 mV p-p
Input Common-Mode Voltage Full 0.6 0.85 2.0 V
Input Resistance (Differential) Full 35 kΩ
Input Capacitance Full 2.5 pF
LOGIC OUTPUTS (FD_A, FD_B)
Logic Compliance Full CMOS
Logic 1 Voltage Full 0.8 × SPIVDD V
Logic 0 Voltage Full 0 0.5 V
Input Resistance Full 30 kΩ
DIGITAL OUTPUTS (SERDOUTx±, x = 0 TO 7)
Logic Compliance Full CML
Differential Output Voltage Full 360 770 mV p-p
Output Common-Mode Voltage (VCM), AC-Coupled 25°C 0 1.8 V
Short-Circuit Current (IDSHORT) 25°C −100 +100 mA
Differential Return Loss (RLDIFF)1 25°C 8 dB
Common-Mode Return Loss (RLCM)1 25°C 6 dB
Differential Termination Impedance Full 80 100 120 Ω
1差動リターン・ロスおよびコモンモード・リターン・ロスは、100 MHz ~ 0.75 MHz × ボーレートの範囲で測定します。
スイッチング仕様
特に指定がない限り、AVDD1 = 1.25 V、AVDD2 = 2.50 V、AVDD3 = 3.3 V、AVDD1_SR = 1.25 V、DVDD = 1.25 V、DRVDD = 1.25 V、SPIVDD
= 1.8 V、規定の最大サンプリング・レート(1250 MSPS)、1.58 V p-p フルスケール差動入力、AIN = -1.0 dBFS、クロック分周比 = 2、デフ
ォルトの SPI 設定、TA = 25 °C。
表 4.
Parameter Temperature Min Typ Max Unit
CLOCK
Clock Rate (at CLK+/CLK− Pins) Full 0.3 4 GHz
Maximum Sample Rate1 Full 1250 MSPS
Minimum Sample Rate2 Full 300 MSPS
Clock Pulse Width
High Full 400 ps
Low Full 400 ps
OUTPUT PARAMETERS
Unit Interval (UI)3 Full 320 160 ps
Rise Time (tR) (20% to 80% into 100 Ω Load) 25°C 24 32 ps
Fall Time (tF) (20% to 80% into 100 Ω Load) 25°C 24 32 ps
PLL Lock Time 25°C 2 ms
Data Rate per Channel (NRZ)4 25°C 3.125 6.25 12.5 Gbps
Parameter Temperature Min Typ Max Unit LATENCY5
Pipeline Latency Full 55 Clock cycles
Fast Detect Latency Full 28 Clock cycles
Wake-Up Time6
Standby 25°C 1 ms
Power-Down 25°C 4 ms
APERTURE
Aperture Delay (tA) Full 530 ps
Aperture Uncertainty (Jitter, tj) Full 55 fs rms
Out-of-Range Recovery Time Full 1 Clock cycles
1最大サンプル・レートは、分周後のクロック・レートです。
2最小サンプル・レートは、L = 1 のときに 300 MSPS です。
3ボーレート = 1/UI。この範囲の一部がAD9691 でサポートされます。
4デフォルト L = 8。この数は、サンプル・レートとデシメーション比に応じて変更できます。
5 DDC 不使用。L = 8、M = 2、F = 1。
6ウェイクアップ時間は、パワーダウン・モードから通常の動作に復帰するのに必要な時間です。
タイミング仕様
表 5.
Parameter Test Conditions/Comments Min Typ Max Unit
CLK+ to SYSREF+ TIMING REQUIREMENTS
See Figure 2
tSU_SR Device clock to SYSREF+ setup time 117 ps
tH_SR Device clock to SYSREF+ hold time −96 ps
SPI TIMING REQUIREMENTS See Figure 3
tDS Setup time between the data and the rising edge of SCLK 2 ns
tDH Hold time between the data and the rising edge of SCLK 2 ns
tCLK Period of the SCLK signal 40 ns
tS Setup time between CSB and SCLK 2 ns
tH Hold time between CSB and SCLK 2 ns
tHIGH Minimum period that SCLK must be in a logic high state 10 ns
tLOW Minimum period that SCLK must be in a logic low state 10 ns
tEN_SDIO Time required for the SDIO pin to switch from an input to an output relative
to the SCLK falling edge (not shown in Figure 3)
10 ns
tDIS_SDIO Time required for the SDIO pin to switch from an output to an input relative to the SCLK rising edge (not shown in Figure 3)
10 ns
タイミング図
図 1. SYSREF+ のセットアップとホールドのタイミング図 CLK+
CLK–
SYSREF+
SYSREF–
tSU_SR tH_SR
13092-002
図 3. SPI のタイミング図
図 4. データ出力タイミング(フル帯域幅モード、L = 8、M = 2、F = 1)
DON’T CARE
DON’T CARE DON’T CARE
DON’T CARE
SDIO SCLK
tS tDH
tCLK
tDS tH
R/W A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 D5 D4 D3 D2 D1 D0
tLOW tHIGH
CSB
13092-003
SERDOUT0–
SAMPLE N – 55 ENCODED INTO 1
8B/10B SYMBOL
SAMPLE N – 54 ENCODED INTO 1
8B/10B SYMBOL
SAMPLE N – 53 ENCODED INTO 1
8B/10B SYMBOL SAMPLE N
N – 54 N – 55
N – 53 N – 52
N + 1 ANALOG
INPUT
SIGNAL N – 1
CLK+
CLK–
CLK+
CLK–
SERDOUT0+
APERTURE DELAY
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J A B C D E F G H I J
SERDOUT1–
SERDOUT1+
SERDOUT2–
SERDOUT2+
SERDOUT3–
SERDOUT3+
CONVERTER0 MSB
CONVERTER0 MSB
CONVERTER0 LSB
CONVERTER0 LSB
SERDOUT4–
SERDOUT4+
SERDOUT5–
SERDOUT5+
SERDOUT6–
SERDOUT6+
SERDOUT7–
SERDOUT7+
CONVERTER1 MSB
CONVERTER1 MSB
CONVERTER1 LSB
CONVERTER1 LSB
13092-004
絶対最大定格
表 6.
Parameter Rating
Electrical
AVDD1 to AGND 1.32 V
AVDD1_SR to AGND 1.32 V
AVDD2 to AGND 2.75 V
AVDD3 to AGND 3.63 V
DVDD to DGND 1.32 V
DRVDD to DRGND 1.32 V
SPIVDD to AGND 3.63 V
AGND to DRGND −0.3 V to +0.3 V
VIN±x to AGND 3.2 V
SCLK, SDIO, CSB to AGND −0.3 V to SPIVDD + 0.3 V
PDWN/STBY to AGND −0.3 V to SPIVDD + 0.3 V
Environmental
Operating Temperature Range −40°C to +85°C Maximum Junction Temperature 115°C
Storage Temperature Range (Ambient) −65°C to +150°C 上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに恒 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、この仕様の動作の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。製 品を長時間絶対最大定格状態に置くと、製品の信頼性に影響を与 えることがあります。
熱特性
θJA、ΨJB、θJC_TOP、θJC_BOT の各代表値は、プリント回路基板(PCB)
の層数とエアーフロー速度(単位m/sec)に応じて規定されてい ます。エアーフローによって放熱量が増えるため、θJA および ΨJB が効果的に低下します。最大ジャンクション温度が表 7 の 限界を超えないように、適切な方法で熱管理を行うことをお勧め します。
表 7.
PCB Type
Airflow Velocity
(m/sec) θJA1, 2 ΨJB1, 3 θJC_TOP1,
4 θJC_BOT1,
4 Unit
JEDEC 2s2p Board
0.0 17.41 4.70 6.01 1.12 °C/W 1.0 13.83 4.32 N/A5 N/A5 °C/W 2.5 12.47 4.21 N/A5 N/A5 °C/W
1 JEDEC 51-7 とJEDEC 51-5に準拠した2s2pテスト・ボード
2 JEDEC JESD51-2(自然空冷)またはJEDEC JESD51-6(強制空冷)に準拠
3 JEDEC JESD51-8(自然空冷)に準拠
4 MIL-STD 883、Method 1012.1 に準拠
5 N/A は「適用外」の意味
ESD の注意
ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスです。
電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知されな いまま放電することがあります。本製品は当社独自 の特許技術である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、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。
ピン配置およびピン機能説明
図 5. ピン配置 表 8. ピン機能の説明
Pin No. Mnemonic Type Description
Power Supplies
0 EPAD Ground 露出パッド。パッケージ底面に露出したこのサーマル・パッド
は AVDDx のグラウンド基準電位を与えるので、AGND に接 続する必要があります。
1, 2, 65, 66, 68, 72, 76, 83, 87 AVDD1 Supply アナログ電源(公称 1.25 V)。
3, 8, 9, 10, 11, 57, 58, 59, 64, 69, 71, 84, 86
AVDD2 Supply アナログ電源(公称 2.50 V)。
4, 7, 60, 63 AVDD3 Supply アナログ電源(公称 3.3 V)。
13, 56 SPIVDD Supply SPI 用のデジタル電源(1.8 V ~ 3.3 V)。
15, 52 DVDD Supply デジタル電源(公称 1.25 V)。
16, 51 DGND Ground DVDD のグラウンド基準。
23, 44 DRGND Ground DRVDD のグラウンド基準。
24, 43 DRVDD Supply デジタル・ドライバ電源(公称 1.25 V)。
77, 81 AGND1 Ground SYSREF± のグラウンド基準。
78 AVDD1_SR1 Supply SYSREF± 用のアナログ電源(公称 1.25 V)。
Analog
5, 6 VIN−A, VIN+A Input ADC A のアナログ入力の - 側と + 側。
12 V_1P0 Input/DNC 1.0 V のリファレンス電圧入力ピンまたは非接続ピン。このピ
ンは、 SPI を使って、非接続ピンまたは入力ピンとして設定で きます。内部リファレンスを使用する場合、このピンは接続し ないでください。外部の電圧リファレンス・ソースを使用する 場合は、この端子に 1.0 V のリファレンス電圧が必要です。
61, 62 VIN+B, VIN−B Input ADC B のアナログ入力の + 側と - 側。
74, 75 CLK+, CLK− Input クロック入力の + 側と - 側。
AVDD1 AVDD1 AVDD2 AVDD3 VIN–A VIN+A AVDD3 AVDD2 AVDD2 AVDD2 AVDD2 V_1P0 SPIVDD PWDN/STBY
NOTES
1. DNC = DO NOT CONNECT. THESE PINS MUST BE LEFT UNCONNECTED.
2. THE EXPOSED THERMAL PAD ON THE BOTTOM OF THE PACKAGE PROVIDES THE GROUND REFERENCE FOR AVDDX.
THE EXPOSED THERMAL PAD MUST BE CONNECTED TO AGND.
DVDD DGND DNC DNC DNC FD_A DNC DNC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 36 37
DRGND DRVDD SYNCINB– SYNCINB+ SERDOUT0– SERDOUT0+ SERDOUT1– SERDOUT1+ SERDOUT2– SERDOUT2+ SERDOUT3– SERDOUT3+ 35SERDOUT4– SERDOUT4+ SERDOUT5– 38SERDOUT5+ 39SERDOUT6– 40SERDOUT6+ 41SERDOUT7–
58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45
AVDD2 59 AVDD2 60 AVDD3 61 VIN+B 62 VIN–B 63 AVDD3 64 AVDD2 65 AVDD1 66 AVDD1
AVDD2 SPIVDD CSB SCLK SDIO DVDD DGND DNC DNC DNC DNC FD_B DNC
78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67
AVDD1_SR79SYSREF+80SYSREF–81AGND82DNC83AVDD184AVDD285DNC86AVDD287AVDD188DNC AGND AVDD1 CLK– CLK+ DNC AVDD1 AVDD2 DNC AVDD2 AVDD1 DNC 13092-005
21 22
42SERDOUT7+ 43DRVDD 44DRGND
AD9691
TOP VIEW (Not to Scale)
Pin No. Mnemonic Type Description CMOS Outputs
21, 46 FD_A, FD_B Output チャンネル Aチャンネル B それぞれの高速検出出力。
Digital Inputs
25, 26 SYNCINB−, SYNCINB+ Input JESD204B LVDS 同期入力(アクティブ・ロー)の - 側と +
側。
79, 80 SYSREF+, SYSREF− Input JESD204B LVDS システム・リファレンス入力(アクティブ・
ロー)の + 側と - 側。
Data Outputs
27, 28 SERDOUT0−, SERDOUT0+ Output レーン 0 の出力データの - 側と + 側。
29, 30 SERDOUT1−, SERDOUT1+ Output レーン 1 の出力データの - 側と + 側。
31, 32 SERDOUT2−, SERDOUT2+ Output レーン 2 の出力データの - 側と + 側。
33, 34 SERDOUT3−, SERDOUT3+ Output レーン 3 の出力データの - 側と + 側。
35, 36 SERDOUT4−, SERDOUT4+ Output レーン 4 の出力データの - 側と + 側。
37, 38 SERDOUT5−, SERDOUT5+ Output レーン 5 の出力データの - 側と + 側。
39, 40 SERDOUT6−, SERDOUT6+ Output レーン 6 の出力データの - 側と + 側。
41, 42 SERDOUT7−, SERDOUT7+ Output レーン 7 の出力データの - 側と + 側。
Device Under Test (DUT) Controls
14 PDWN/STBY Input パワーダウン入力(アクティブ・ハイ)。このピンの動作は、
SPI モードによって異なります。パワーダウンまたはスタンバ イに設定できます。
53 SDIO Input/output SPI シリアル・データの入力または出力。
54 SCLK Input SPI シリアル・クロック。
55 CSB Input SPI チップ・セレクト(アクティブ・ロー)。
No Connections
17, 18, 19, 20, 22, 45, 47, 48, 49, 50, 67, 70, 73, 82, 85, 88
DNC 未接続のまま、接続しないでください。
1 ADC を正常に動作させるため、AVDD1_SRおよびAGNDは、AVDD1およびEPADの接続とは別に接続してください。詳細については、アプリケーション情報の
セクションを参照してください。
代表的な性能特性
特に指定がない限り、AVDD1 = 1.25 V、AVDD1_SR = 1.25 V、AVDD2 = 2.50 V、AVDD3 = 3.3 V、DVDD = 1.25 V、DRVDD = 1.25 V、SPIVDD
= 1.8 V、規定の最大サンプリング・レート(1250 MSPS)、1.58 V p-p フルスケール差動入力、AIN = −1.0 dBFS、デフォルトの SPI 設定、
クロック分周比 = 2、TA = 25 °C、128k FFT サンプル。
図 6. シングルトーン FFT(fIN = 10.3 MHz)
図 7. シングルトーン FFT(fIN = 170.3 MHz)
図 8. シングルトーン FFT(fIN = 340.3 MHz)
図 9. シングルトーン FFT(fIN = 450.3 MHz)
図 10. シングルトーン FFT(fIN = 752.3 MHz)
図 11. シングルトーン FFT(fIN = 985.3 MHz)
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS SNR = 64.6dBFS ENOB = 10.4 BITS SFDR = 87dBFS BUFFER CURRENT = 3.5×
13092-006
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS SNR = 64.2dBFS ENOB = 10.3 BITS SFDR = 79dBFS BUFFER CURRENT = 3.5×
13092-007
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS
SNR = 63.4dBFS ENOB = 10.2 BITS SFDR = 77dBFS BUFFER CURRENT = 3.5×
13092-008
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS
SNR = 62.9dBFS ENOB = 10.0 BITS SFDR = 72dBFS BUFFER CURRENT = 3.5×
13092-009
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS
SNR = 61.7dBFS ENOB = 9.9 BITS SFDR = 73dBFS BUFFER CURRENT = 4.5×
13092-010
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS SNR = 59.7dBFS ENOB = 6.9 BITS SFDR = 72dBFS BUFFER CURRENT = 4.5×
13092-011
図 12. シングルトーン FFT(fIN = 1205.3 MHz)
図 13. シングルトーン FFT(fIN = 1600.3 MHz)
図 14. シングルトーン FFT(fIN = 1950.3 MHz)
図 15. SNR/SFDR 対サンプル・レート(fS)
(fIN = 170.3 MHz、バッファ電流 = 3.0×)
図 16. SNR/SFDR 対入力周波数(fIN)
(fIN < 600 MHz、バッファ電流 = 3.5×)
(図 41 および表 9 を参照)
図 17. SNR/SFDR 対入力周波数(fIN)
(700 MHz < fIN < 1200 MHz、バッファ電流 = 4.5×)
(図 41 および表 9 を参照)
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS SNR = 58.2dBFS ENOB = 9.3 BITS SFDR = 67dBFS BUFFER CURRENT = 4.5×
13092-012
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS
SNR = 56.5dBFS ENOB = 9.0 BITS SFDR = 66dBFS BUFFER CURRENT = 5.5×
13092-013
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN = –1dBFS
SNR = 56.5dBFS ENOB = 9.0 BITS SFDR = 66dBFS BUFFER CURRENT = 7.5×
13092-014
50 55 60 65 70 75 80 85
1000 1050 1100 1150 1200 1250
SNR/SFDR (dBFS)
SAMPLE RATE (MHz) SNR
SFDR
13092-01513092-016
50 55 60 65 70 75 80 85 90
9.6 70.3 100.3 130.3 170.3 200.3 230.3 260.3 290.3 320.3 350.3 380.3 410.3 440.3 470.3 500.3 600.3
SNR/SFDR (dBFS)
INPUT FREQUENCY (MHz) SNR
SFDR
50 55 60 65 70 75 80
700.3 800.3 900.3 1000.3 1100.3 1200.3
SNR/SFDR (dBFS)
INPUT FREQUENCY (MHz) SNR
SFDR
13092-017
図 18. SNR/SFDR 対入力周波数(fIN)
(1300 MHz < fIN < 2000 MHz、バッファ電流 = 7.5×)
(図 41 および表 9 参照)
図 19. 2 トーン FFT(fIN1 = 184 MHz、fIN2 = 187 MHz)
図 20. 2 トーン FFT(fIN1 = 449 MHz、fIN2 = 452 MHz)
図 21. 2 トーン SFDR/IMD3 対入力振幅(AIN)
(fIN1 = 184 MHz、fIN2 = 187 MHz)
図 22. 2 トーン SFDR/IMD3 対入力振幅(AIN)
(fIN1 = 449 MHz、fIN2 = 452 MHz)
図 23. SNR/SFDR 対アナログ入力レベル
(fIN = 170.3 MHz、バッファ電流 = 3.5×)
50 55 60 65 70 75
1300.3 1400.3 1500.3 1600.3 1700.3 1800.3 1900.3 1990.3
13092-018
SNR/SFDR (dBFS)
INPUT FREQUENCY (MHz) SNR
SFDR
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz)
AIN1 AND AIN2 = –7dBFS SFDR = 82dBFS IMD2 = 82dBFS IMD3 = 84dBFS BUFFER CURRENT = 3.5×
13092-019
–120 –100 –80 –60 –40 –20 0
0 125 250 375 500 625
AMPLITUDE (dBFS)
FREQUENCY (MHz) AIN1 AND AIN2 = –7dBFS SFDR = 78dBFS IMD2 = 77dBFS IMD3 = 78dBFS BUFFER CURRENT = 6.5×
13092-020
–140 –120 –100 –80 –60 –40 –20 0
–80 –74 –68 –62 –56 –50 –44 –38 –32 –26 –20 –14 –8
SFDR/IMD3 (dBcAND dBFS)
INPUT AMPLITUDE (dBFS) SFDR (dBFS)
IMD3 (dBc)
IMD3 (dBFS) SFDR (dBc)
13092-021
–140 –120 –100 –80 –60 –40 –20 0
–80 –74 –68 –62 –56 –50 –44 –38 –32 –26 –20 –14 –8
SFDR/IMD3 (dBcAND dBFS)
INPUT AMPLITUDE (dBFS) SFDR (dBFS)
IMD3 (dBc)
IMD3 (dBFS) SFDR (dBc)
13092-022
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
–65 –60 –55 –50 –45 –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0
SNR/SFDR (dBcAND dBFS)
ANALOG INPUT LEVEL (dBFS) SNR (dBc)
SNR (dBFS)
SFDR (dBc) SFDR (dBFS)
13092-023
図 24. SNR/SFDR の温度特性(fIN = 170.3 MHz)
図 25. INL(fIN = 10.3 MHz)
図 26. DNL(fIN = 10 MHz)
図 27. 入力換算ノイズのヒストグラム
図 28. 消費電力の温度特性
図 29. 消費電力対サンプル・レート(fS)
60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80
–40 –20 0 20 40 60 80
SNR/SFDR (dBFS)
TEMPERATURE (°C) SNR
SFDR
13092-024
–2.5 –2.0 –1.5 –1.0 –0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
INL (LSB)
OUTPUT CODE
13092-025
–0.8 –0.6 –0.4 –0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
DNL (LSB)
OUTPUT CODE
13092-026
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 1000000
N – 10 N – 9 N – 8 N – 7 N – 6 N – 5 N – 4 N – 3 N – 2 N – 1 N N + 1 N + 2 N + 3 N + 4 N + 5 N + 6 N + 7 N + 8 N + 9 N + 10
NUMBER OF HITS
OUTPUT CODE
3.53 LSB RMS
13092-027
3.75 3.80 3.85 3.90 3.95 4.00
–40 –20 0 20 40 60 80
POWER (W)
TEMPERATURE (°C)
13092-028
3.60 3.65 3.70 3.80 3.90 4.00
3.75 3.85 3.95 4.05
POWER DISSIPATION (W)
SAMPLE RATE (MHz)
13092-029
1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 1300