Новый АЦП с быстродействием 2.6 GSPS
11.01.2018330

Компания Analog Devices представила двухканальный 14-разрядный аналого-цифровой преобразователь AD9689 с интерфейсом JESD204B и превосходными скоростью и линейностью выборки сигналов ПЧ/РЧ для оборонных систем и измерительных приборов следующего поколения.

ad9689-new-14-bit-adc-1

AD9689 обладает исключительным уровнем свободного от побочных составляющих динамического диапазона (spur free dynamic range, SFDR) — 64 дБ при максимальном быстродействии и частоте аналогового входного сигнала 3 ГГц. К другим отличительным особенностям компонента относятся наличие программируемых КИХ фильтров, которые позволяют пользователям реализовать функции коррекции погрешностей квадратурных составляющих и коррекции частотной характеристики для оптимизации характеристик системы, и ширина полосы аналогового входного каскада, которая по уровню −3 дБ составляет 9 ГГц для версии в корпусе BGA, за счет чего компонент может выполнять оцифровку сигнала РЧ в четвертой зоне Найквиста и выше. Интерфейс JESD204B АЦП AD9689 поддерживает скорость 16 Гбит/с на линию, что превышает требуемую стандартом скорость 12.5 Гбит/с на лини. Благодаря этому можно сократить количество используемых микросхемой FPGA линий, высвободив таким образом ресурсы для других функций.

AD9689 имеет в два раза меньшую рассеиваемую мощность по сравнению с доступными на рынке решениями с сопоставимыми характеристиками (1.55 Вт на канал), что дополнительно повышает его привлекательность для целевых приложений. Компонент содержит интегрированные буфер и схему выборки-хранения. AD9689 разработан для использования в системах связи с поддержкой непосредственной оцифровки широкополосных аналоговых сигналов на радиочастоте в полосе 5 ГГц.

ad9689-new-14-bit-adc-2

Два ядра АЦП построены на базе многокаскадной, дифференциальной конвейерной архитектуры с интегрированной логикой исправления ошибок в выходном коде. Каждый АЦП имеет широкополосный входной каскад с выбираемым пользователем диапазоном входных напряжений. Наличие интегрированного источника опорного напряжения упрощает проектирование системы. Входы аналоговых сигналов и сигналов синхронизации являются дифференциальными. Выходы данных АЦП подключены к четырем цифровым преобразователям с понижением частоты (DDC) через перекрестный мультиплексор. Каждый DDC включает в себя несколько каскадов обработки сигнала: 48-разрядный преобразователь частоты на базе цифрового генератора (NCO) и децимирующие фильтры. NCO обеспечивает возможность выбора до трех предустановленных диапазонов при помощи линий универсального ввода/вывода (GPIO). Переключение режимов работы интегрированных в AD9689 осуществляется с помощью профилей, программируемых через SPI.

В дополнение к блокам DDC AD9689 имеет ряд функциональных особенностей, упрощающих реализацию автоматической регулировки усиления (АРУ) в приемниках систем связи. Программируемый пороговый детектор позволяет следить за уровнем мощности входного сигнала с помощью битов быстрого детектирования в регистре 0x0245 АЦП. При превышении программируемого порога уровнем входного сигнала сигнал индикатора быстрого детектирования переключается в состояние высокого логического уровня. Благодаря малой задержке индикатора порогового детектора пользователь может оперативно уменьшить коэффициент усиления системы во избежание перегрузки по напряжению на входе АЦП. В дополнение к выходам быстрого детектирования AD9689 также обеспечивает возможность мониторинга сигналов. Блок мониторинга предоставляет дополнительную информацию о сигнале, оцифровываемом АЦП. В зависимости от конфигурации DDC и приемлемой скорости приемного логического устройства пользователь может сконфигурировать высокоскоростной последовательный интерфейс вывода JESD204B подкласса 1 для передачи с использованием одной, двух, четырех или восьми линий. Входные выводы SYSREF± и SYNCINB± обеспечивают возможность синхронизации нескольких компонентов.

ad9689-new-14-bit-adc-4

AD9689 имеет широкие возможности управления энергопотреблением, которые позволяют, при необходимости, добиться существенного сокращения потребляемой мощности. Программирование всех функций осуществляется через трехпроводной интерфейс последовательного порта SPI.

AD9689 выпускается в бессвинцовом корпусе BGA со 196 шариковыми контактами и гарантированно обеспечивает заявленные в спецификации характеристики в диапазоне температур от −40°C до +85°C.

Ключевые особенности AD9689

  1. Широкая полоса входного каскада (9ГГц по уровню −3 дБ) позволяет выполнять непосредственную оцифровку радиочастотных (РЧ) сигналов на частотах приблизительно до 5 ГГц.
  2. Четыре интегрированных широкополосных децимирующих фильтра и генератор с цифровым управлением (NCO) для реализации многодиапазонных приемников.
  3. Быстрое переключение NCO при помощи выводов GPIO.
  4. Управление различными функциями и параметрами продукта через SPI для удовлетворения требований конкретной системы.
  5. Программируемый детектор выхода за границы рабочего диапазона с коротким временем реакции.
  6. Интегрированный диодный датчик температуры для управления тепловым режимом системы.
  7. Корпус BGA со 196 шариковыми контактами, 12 мм × 12 мм.

Области применения AD9689

  • Многодиапазонные, мультирежимные цифровые приемники с разнесенным приемом
  • 3G/4G, TD-SCDMA, W-CDMA и GSM, LTE, LTE-A
  • Электронные контрольно-измерительные системы
  • Радиолокаторы с фазированными антенными решетками и средства радиоэлектронной борьбы
  • Приемные тракты обратного канала кабельных сетей DOCSIS 3.0
  • Цифровые приемники обратного тракта гибридных коаксиально-оптоволоконных сетей (HFC)

Основные характеристики AD9689

  • Последовательный цифровой порт вывода JESD204B (подкласс 1)
    • Скорость передачи цифровых линий до 16 Гбит/c
  • Плотность шума
    • −152 dBFS/Гц при напряжении полной шкалы 1.7 V p-p
    • −154 dBFS/Гц при напряжении полной шкалы 2.0 V p-p
  • Полная потребляемая мощность 1.55 Вт на канал при 2.6 GSPS (настройки по умолчанию)
  • SFDR при частоте дискретизации 2.56 GSPS
    • 73 dBFS на частоте 1.8 ГГц при уровне сигнала −2.0 dBFS
    • 59 dBFS на частоте 5.5 ГГц при уровне сигнала −2.0 dBFS
      • (напряжение полной шкалы 1.1 V p-p)
  • Сигнал/шум при частоте дискретизации 2.56 GSPS
    • 59.7 dBFS на частоте 1.8 ГГц при уровне сигнала −2 dBFS
    • 53.0 dBFS на частоте 5.5 ГГц при уровне сигнала −2 dBFS
      • (напряжение полной шкалы 1.1 V p-p)
  • Напряжение питания 0.975 В, 1.9 В и 2.5 В
  • Ширина полосы аналогового входного каскада 9 ГГц в режиме полной мощности (по уровню −3 дБ)
  • Биты детектирования амплитуды для эффективной реализации автоматической регулировки усиления (АРУ)
  • Программируемые КИХ фильтры для выравнивания частотной характеристики канала
  • Два интегрированных широкополосных цифровых процессора на канал АЦП
    • 48-разрядный генератор с цифровым управлением (NCO)
    • Программируемые коэффициенты децимации
  • Фазокогерентное переключение NCO
  • Доступно до 4 каналов
  • Управление через последовательный порт
    • Поддерживает частоту 100 МГц при чтении и 50 МГц при записи
    • Целочисленное деление частоты тактового сигнала на 2 и 4
    • Широкие возможности конфигурирования линий JESD204B
  • Внутреннее добавление псевдослучайного сигнала

В дополнение к AD9689 компания Analog Devices представила еще два родственных АЦП: двухканальный 14-разрядный АЦП AD9695 с быстродействием 1300/625 MSPS и одноканальный 14-разрядный АЦП AD9697 с быстродействием 1300 MSPS. Оба компонента представляют собой малопотребляющие, совместимые по выводам альтернативные решения для модернизации существующих устройств. Все три новых АЦП содержат интерфейс JESD204B для эффективного, высокоскоростного подключения к микросхемам FPGA, и имеют одинаковую карту памяти регистров, что делает возможным их взаимозаменяемость в различных платформах с минимальным изменением программного обеспечения системы. Поскольку во многих системах требуется дуальная функция приема и функция передачи сигнала, компанией Analog Devices также предлагаются сопутствующие цифро-аналоговые преобразователи AD9172 и AD9162.

ad9689-new-14-bit-adc-3

Также производитель побеспокоился об оценочной плате. Плата AD9689-2600EBZ предназначена для оценивания характеристик двухканального 14-разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) AD9689-2600 и содержит все вспомогательные цепи, необходимые для работы АЦП в различных режимах и конфигурациях. Она непосредственно подключается к плате сбора данных ADS7-V2EBZ, дающей возможность загружать собранные данные для анализа. Управление компонентом и последующий анализ данных может производиться при помощи программного пакета ACE


vd-mais-professional-distributorЗа консультациями по поставкам новейших компонентов и систем обращайтесь в отдел электронных компонентов научно-производственной фирмы VD MAIS — официального дистрибьютора продукции Analog Devices и профессионального поставщика инновационных решений для высокотехнологичных отраслей промышленности Украины.