該ADC10D1000是TI超高速ADC產(chǎn)品家族的最新進展。這款低功耗、高性能的CMOS模擬轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器以10位分辨率的信號數(shù)字化，采樣率在雙通道模式下最高可達1.0 GSPS，單通道模式下可達2.0 GSPS。該ADC10D1000在典型功耗約2.9瓦的同時，實現(xiàn)了卓越的精度和動態(tài)性能。該空間級輻射耐受部件對單次事件鎖存水平超過120MeV和總劑量（TID）為100 Krad（Si）具有輻射硬性。該產(chǎn)品采用氣門376柱熱增強CPGA封裝，溫度范圍為-55°C至+125°C。
*附件：adc10d1000qml-sp.pdf

該ADC10D1000基于8位 GHz 系列 ADC 的特性、架構(gòu)和功能。新功能包括多芯片同步的自動同步功能、獨立可編程15位增益和每通道12位偏移調(diào)整、時鐘輸入的LC倉濾波器，以及數(shù)字輸出數(shù)據(jù)可選的二補數(shù)格式。獨特的折疊和插值架構(gòu)、全差分比較器設(shè)計、創(chuàng)新的內(nèi)部軌跡保持放大器設(shè)計以及自校準(zhǔn)方案，使得所有動態(tài)參數(shù)（超越奈奎斯特）的響應(yīng)都非常平坦，輸出8.9高有效比特數(shù)（ENOB），輸入信號498 MHz，采樣率1.0 GHz，同時提供10^?18^代碼錯誤率（C.E.R.）在非解復(fù)用模式下，單一1.9伏電源以1.0 GSPS的典型功耗為2.9瓦，確保在整個工作溫度范圍內(nèi)無缺失代碼。

每個通道都有獨立的DDR數(shù)據(jù)時鐘DCLKI和DCLKQ，當(dāng)兩個通道通電時它們是同相的，因此只能使用一個數(shù)據(jù)時鐘捕獲所有數(shù)據(jù)，發(fā)送速率與輸入采樣時鐘相同。如果選擇1：2解復(fù)用模式，每個通道會激活第二個10位LVDS總線，輸出數(shù)據(jù)速率會變慢兩倍，但寬度增加兩倍以放松數(shù)據(jù)采集時序余裕。兩個通道（I和Q）也可以交錯（DES模式），作為一個2.0 GSPS的ADC在Q輸入上采樣。輸出格式為偏移二進制或二進制補碼，低電壓差分信號（LVDS）數(shù)字輸出兼容IEEE 1596.3-1996，唯一例外是可調(diào)的共模電壓介于0.8 V至1.2 V之間。

特性

• 總電離劑量 100 krad（Si）
• 單事件鎖定 120 Mev-cm ^2^ /毫克
• 卓越的精準(zhǔn)度和動態(tài)性能
• 低功耗
• 擴展控制模式的R/W SPI接口
• 內(nèi)部終端緩沖差分模擬輸入
• 能夠?qū)蓚€通道交錯，以兩倍轉(zhuǎn)換率作一個通道
• 系統(tǒng)調(diào)試輸出端的測試模式
• 可編程的15位增益和12位加號偏移調(diào)整
• 可選1：2去多工或1：1非多工LVDS輸出
• 多芯片系統(tǒng)的自動同步功能
• 單1.9±0.1伏電源
• 376陶瓷針柵陣列封裝（28.2毫米 x 28.2毫米 x 3.1毫米，球距1.27毫米）

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品核心概述

ADC10D1000QML-SP 是德州儀器推出的空間級高性能高速 ADC，核心優(yōu)勢為超高采樣率、靈活配置與抗輻射設(shè)計。產(chǎn)品支持雙通道 1GSPS 或單通道 2GSPS（交織模式）采樣，分辨率 10 位，工作溫度范圍 -55°C~125°C，采用 376 引腳陶瓷柱柵陣列（CCGA）密封封裝，單 1.9V 供電，集成片上緩沖器、可編程增益 / 偏移調(diào)整、LVDS 輸出及多芯片同步功能，專為寬帶通信、直接射頻下變頻、星跟蹤器等空間及高可靠性高速數(shù)據(jù)采集場景設(shè)計，抗總電離劑量 100krad (Si)，單粒子鎖定免疫 120 MeV-cm2/mg。

二、關(guān)鍵特性與規(guī)格

1. 核心性能參數(shù)

• 分辨率與線性度 ：10 位無丟失碼，微分非線性（DNL）±0.5LSB，積分非線性（INL）±1.4LSB；支持 15 位可編程滿量程范圍（630mVpp~980mVpp）與 12 位 ±45mV 偏移調(diào)整，通道間增益匹配 ±2LSB，相位匹配＜1°（1GHz 輸入）。
• 動態(tài)性能：全功率帶寬（FPBW）非交織模式 2.8GHz、交織模式 1.3GHz；498MHz 輸入時 ENOB 典型 8.9 位，SNR 56.7dBc，SFDR 67.6dBc，總諧波失真（THD）-65.7dBc；串?dāng)_ -61dB，噪聲功率比（NPR）47.5dB。
• 輸入與參考：差分輸入阻抗 100Ω，輸入電容 0.02pF（差分），共模電壓 1.25V；內(nèi)置 1.25V 帶隙基準(zhǔn)，支持 AC/DC 耦合輸入，過范圍恢復(fù)時間僅 1 個時鐘周期。
• 功耗與延遲：典型功耗 2.9W（雙通道激活），孔徑延遲 1.1ns，孔徑抖動 0.2ps rms；輸出延遲 34~35.5 個時鐘周期，支持 DDR 模式數(shù)據(jù)傳輸。

2. 核心功能

• 靈活工作模式：支持雙邊緣采樣（DES）/ 非 DES 模式，可配置 1:2 解復(fù)用（輸出速率減半）或 1:1 非解復(fù)用輸出，適配不同數(shù)據(jù)處理速率需求。
• 抗輻射與高可靠性：滿足空間應(yīng)用輻射等級要求，校準(zhǔn)寄存器抗單粒子翻轉(zhuǎn)，無電源復(fù)位功能避免空間環(huán)境下功能中斷，代碼錯誤率（CER）低至 10?1?。
• 精準(zhǔn)信號調(diào)理：支持獨立通道 15 位滿量程調(diào)整與 12 位偏移校正，內(nèi)置時鐘 LC 濾波器降低抖動，時鐘占空比自動校正（20%~80% 兼容）。
• 多芯片同步：集成 AutoSync 功能與 DCLK 復(fù)位，支持主從架構(gòu)多芯片同步，可通過二進制樹拓?fù)鋽U展通道，同步延遲可調(diào) 0~1000ps。

三、封裝與引腳

1. 封裝信息

• 376 引腳 CCGA 密封封裝：陶瓷基底 + 金屬蓋板，熱增強設(shè)計，結(jié)到環(huán)境熱阻 13.1°C/W，結(jié)到板熱阻 5.1°C/W；符合空間級封裝標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級適配航天級焊接工藝，峰值回流溫度 220°C。

2. 關(guān)鍵引腳功能

• 電源與地：V_A（模擬供電）、V_TC（采樣 / 時鐘電路供電）、V_DR（輸出驅(qū)動供電）、V_E（數(shù)字編碼器供電），對應(yīng)地引腳 GND、GND_TC、GND_DR、GND_E，需就近并聯(lián) 100nF 去耦電容。
• 輸入與時鐘：VinI±/VinQ±（雙通道差分模擬輸入）、CLK±（差分采樣時鐘，AC 耦合）、RCLK±（參考時鐘，多芯片同步用）；Rtrim±/Rext±（外接 3.3kΩ 校準(zhǔn)電阻）。
• 控制與輸出：SPI 接口（SCS/SCLK/SDI/SDO）用于擴展配置；DIx±/DQx±（LVDS 數(shù)據(jù)輸出）、DCLKI±/DCLKQ±（數(shù)據(jù)時鐘）、ORI±/ORQ±（過范圍指示）；CAL（校準(zhǔn)觸發(fā)）、PDI/PDQ（通道掉電）、TPM（測試模式）。
• 輔助功能：Tdiode±（片上溫度傳感器二極管）、V_CMO（共模電壓輸出 / 耦合模式選擇）、V_BG（帶隙基準(zhǔn) / LVDS 共模選擇）。

四、工作模式與核心功能

1. 核心工作模式

• 采樣模式：雙通道模式（I/Q 通道獨立 1GSPS 采樣）、單通道交織模式（Q 通道輸入，I/Q 通道分別在時鐘上升 / 下降沿采樣，總速率 2GSPS）。
• 輸出模式：LVDS 輸出支持 0°/90° 相位配置，解復(fù)用模式下輸出速率減半，數(shù)據(jù)格式可選偏移二進制或二進制補碼，支持測試圖案輸出（用于系統(tǒng)調(diào)試）。
• 低功耗模式：支持 I/Q 通道獨立掉電，全掉電模式功耗僅 6mW，喚醒時間 500ns~1μs。

2. 關(guān)鍵功能

• 抗輻射校準(zhǔn)：支持引腳或 SPI 觸發(fā)自校準(zhǔn)，校準(zhǔn)覆蓋輸入阻抗、時鐘阻抗及線性度，校準(zhǔn)參數(shù)可存儲 / 回讀，輻射環(huán)境下保持性能穩(wěn)定。
• 多芯片同步：AutoSync 功能通過主從架構(gòu)實現(xiàn)多 ADC 時鐘與數(shù)據(jù)同步，支持延遲調(diào)整；DCLK 復(fù)位功能可同步多芯片輸出時鐘，確保通道間相位一致性。
• 靈活配置：支持?jǐn)U展控制模式（ECM）與非擴展控制模式，ECM 下可通過 16 個寄存器配置滿量程、偏移、濾波器參數(shù)等；非 ECM 下通過引腳快速配置工作模式。

五、應(yīng)用場景與設(shè)計支持

1. 典型應(yīng)用

• 空間電子：星跟蹤器、衛(wèi)星通信載荷、空間寬帶接收機。
• 高速通信：直接射頻（RF）下變頻、軟件無線電（SDR）、超寬帶數(shù)據(jù)采集。
• 高可靠性系統(tǒng)：雷達、航空航天測試儀器、輻射環(huán)境下高速信號采集。

2. 設(shè)計資源

• 電源與去耦：采用分層電源平面設(shè)計，每個電源引腳就近放置 100nF 多層陶瓷電容，模擬地與數(shù)字地單點共地，降低電源噪聲耦合。
• 布局要點：模擬輸入 / 時鐘走線遠(yuǎn)離數(shù)字信號，差分線阻抗控制 100Ω 并等長布線；LVDS 輸出需在接收端就近放置 100Ω 差分端接電阻，減少信號反射。
• 輸入驅(qū)動：單端信號需通過巴倫變壓器轉(zhuǎn)換為差分信號，驅(qū)動放大器需匹配 100Ω 輸入阻抗，確保高頻信號完整性；未使用通道需按耦合模式 terminate 至 V_BG 或 AC 地。
• 時鐘設(shè)計：采樣時鐘需 AC 耦合輸入，幅度 0.4Vpp~2Vpp，推薦低抖動時鐘源（如 CDC7005），高頻場景啟用片上 LC 濾波器降低時鐘抖動。

六、可靠性與訂單信息

• 可靠性保障：絕對最大額定值：供電電壓 1.8V2.2V，引腳電壓 -0.5V2.5V，結(jié)溫 150°C；符合 MIL-STD-883 標(biāo)準(zhǔn)，抗靜電（HBM）±8000V，充電器件模型（CDM）±750V。
• 可訂購型號：ADC10D1000CCMLS（飛行級，36 片 / 托盤）、ADC10D1000CCMPR（預(yù)飛行工程原型，36 片 / 托盤），封裝為密封 CCGA，支持空間級質(zhì)量流程與輻射測試報告。