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1。高频方案的三个核心疼痛点，传统ADC很难突破
在诸如雷达和宽带通信之类的高频应用中，ADC是“对数字信号的模拟信号的第一级”，其性能直接决定了后端信号处理的准确性。但是，传统解决方案中有三个主要的瓶颈：
在高频应用中，ADC的动态性能会显著下降。例如，当输入信号频率从30MHz增加到450MHz时，许多12位ADC的无杂散动态范围（SFDR）会降低8-10dB，这通常会低于65dB的性能阈值。这种性能衰减意味着强信号的旁瓣可能会掩盖较弱的信号，正如在雷达系统中，近距离的强反射目标可能会遮蔽远处的小目标。采样率与功耗失衡：为了覆盖宽带信号，ADC需要支持超过500msps的采样率，但是传统解决方案的功耗通常超过1000MW。在诸如卫星和无人机之类的场景中，它将导致设备的严重热量，并急剧下降电池寿命。
进口替代兼容性差：主流进口ADC（例如ADIAD9434）面临诸如长期交货时间和不稳定供应链之类的问题。国内替代产品通常需要重新设计电路板，以增加由于PIN定义和计时逻辑的差异而增加研发成本。
2。CBM94AD34-500：从动态性能到兼容性的全维优化
CBM94AD34-500是由Xinbaiwei推出的12位单片采样对数字转换器（ADC），旨在高性能，低功耗和易用性。它是使用Sigebicmos工艺制造的，并以56铅塑料包装（QFN56）包装，集成采样和保持放大器（SHA）和片上参考，提供完整的信号转换解决方案。 VREF PIN支持内部参考电压调节或外部参考输入（需要通过SPI端口打开外部参考模式），该端口适合于不同的信号处理要求。
该产品主要用于无线和宽带通信，接收器，通信测试设备，雷达和卫星子系统以及功率放大器线性化等方案。
核心功能
性能参数：分辨率为12位，采样率高达500msps，伪动态范围（SFDR）65DB，输入范围可以从1.18VP-P调节到1.6VP-P，并且与AD9434系列兼容。
电源和接口：需要1.8V模拟电源，并使用差速器来确保整体性能；数字输出与LVD（ANSI-644）兼容，数据格式支持两者的补充，灰色代码或偏移二进制，并配备了数据输出时钟以确保准确的时机。
替代优势：它可以直接取代美国ADI公司的AD9434BCPZ-500。引脚定义与包装表格一致，从而易于快速更换。
技术参数和工作条件
建议的工作条件
工作频率（FCLK）：500MHz
模拟和数字电源电压：1.75V1.9V
模拟输入通用模式电压：1.6V1.8V
工作环境温度：-4085
输入信号振幅峰值到峰值值（VIN（P-P））：1.5V。
关键性能指标
偏置错误：-5.0mv+5.0mv，增益错误：-9FS+9FS
差分线性误差（DNL）：-1.51.5LSB，积分线性误差（INL）：-4.54.5LSB
信噪比（SNR）：30.3MHz输入时63DBF，61dBFS在450.3MHz输入下
功耗：典型值900mW，备用功耗60MW，睡眠功耗12MW。
3。功能结构和引脚定义
功能框图
The functional block diagram of CBM94AD34 is shown in Figure 1, mainly including multi-stage pipeline structure (first to eighth level pipelines), buffering and bias circuits, reference buffering circuits, data alignment and control and digital correction circuits, OTP (one-time programmable) circuits, clock stability and management circuits, control circuits, SPI data format selection and output driver circuits and other模块。每个模块共同努力，以实现从模拟信号到数字信号的有效转换和处理。时钟稳定性和管理电路确保采样时钟的准确性，SPI接口为数据格式配置提供了灵活的控制，等等。
图1功能框图
销和功能
CBM94AD34有56针QFN软件包。一些关键引脚功能如下：
图2铅端安排
差分输出引脚：包括D0-D11的正和负末端（例如引脚1 D3-，引脚2 D3+，引脚3 D4-等），这些末端用于输出转换后的数字信号并采用差分形式以提高抗干扰能力。
电源别针：模拟电源（VCC）分布在多个引脚（例如30个引脚，32个引脚等）上，而数字电源（VDD）包括7个销钉，24个引脚等，所有这些都是1.8V电源。注意模拟电源和数字电源的稳定电源。
控制引脚：PWDN是关闭模式选择引脚，引脚25是SDIO是SPI数据输入/输出（串行模式），引脚26是SCLK/DFS是SPI时钟（串行模式）/输出数据格式选择（外部引脚模式），而引脚27是SPI CHIP选择（主动低水平）。这些引脚可以实现芯片的模式控制和配置。
输入引脚：引脚35 VIN+是类似差分输入的正端，引脚36 Vin-是模拟差分输入的负端，PIN 44 CLK+是时钟差分输入的正端，PIN 45 CLK-是钟差分的负端，PIN 40 CML 40 CML是公共模式Voltage Voltage偏见输出。
其他引脚：21引脚或22引脚或+是溢流判断位的正和负末端，49 PIN DCO-和50 PIN DCO+是数据时钟的正和负末端，8个销钉，23个销钉，48个引脚等是数字接地（GNDD）。
注意：正常使用时，需要悬挂NC端（例如引脚28）。
iv。应用电路设计
模拟输入电路
CBM94AD34可以通过差分输入配置实现最佳性能，并且对于不同的应用程序方案，有多种推荐电路：
在基带应用中，AD8138差速器驱动器的使用提供了出色的性能和灵活的界面。 AD8138输出通用模式电压很容易设置为AVDD/2+0.5V，并且可以将其配置为Sallen-Key滤波器拓扑，以限制输入信号带宽。特定电路如图3所示。
图3使用AD8138进行差分输入配置
当输入频率位于第二或更高的Nyquist区域时，建议使用差分双键耦合输入配置，尤其是对于中频下采样应用程序从70MHz到100MHz。选择变压器时，您需要考虑信号特性，以避免由低频饱和和过度功率引起的失真。该电路如图4所示。
图4差分变压器耦合配置
当频率位于第二个Nyquist区域内时，也可以使用AD8352差速器驱动器，该示例电路如图5所示。
图5使用AD8352进行差分输入配置
在任何配置中，分流电容器C的值取决于输入频率和源阻抗，并且可以降低或卸下容量。
时钟输入电路
为了充分利用芯片性能，CBM94AD34的采样时钟输入终端（CLK+和CLK-）需要使用差分信号。建议以下时钟输入电路：
低射流时钟源的单端信号通过使用射频变压器将其转换为微分信号。连接到变压器辅助的背对背肖特基二极管可以将时钟信号限制在约0.8V峰值峰值上，这不仅保留了快速的上升和下降时间，而且还可以防止大电压波动影响低抖动性能。该电路如图6所示。
图6变压器耦合差分时钟配置
如果没有低抖动时钟源，则可以将差分PECL信号耦合到采样时钟输入引脚。 AD9510/AD9511/AD9512/AD9513/AD9514/AD9515系列时钟驱动器具有出色的抖动性能，电路如图7所示。
图7差分PECL采样时钟
还可以使用差分LVD采样时钟配置，并且电路如图8所示。
图8差异LVD采样时钟
在某些应用中，可以使用单端CMOS信号来驱动采样时钟输入。 CLK+引脚由CMOS门电路直接驱动，并通过0.1UF电容器绕过地面。当用1.8VCMOS信号驾驶CLK+时，clk-pin需要与0.1UF电容器和39K电阻并行偏置。该电路如图9所示。
图9单端1.8 V CMOS输入时钟
CLK+和clk-pin的内部偏置约为0.9V，没有外部偏见。如果时钟信号是直流耦合的，则必须将公共模式电压保持在0.9V范围内。
数字输出
默认情况下，CBM94AD34的差分输出数据符合ANSI-644LVDS标准。数据格式可以更改为低功率和低信号格式，类似于具有低功耗和较少信号的IEEE1596.3标准。此模式可以将功耗进一步降低约39MW。 LVD驱动程序由一个驱动差分线对的当前源组成，通常为3.5mA。在LVD接收器的输入中添加100端子电阻将产生约350mV的电压摇摆。
这种LVDS型输出数据格式有利于与自定义ASIC和FPGA中的LVD接收器连接，并且在高噪声环境中具有出色的切换性能。建议将单个点对点网络拓扑放置在与接收方尽可能近的100端子电阻器上，以避免由太远终端或分布线较差引起的正时误差。痕量长度不应超过24英寸，并且差分输出轨迹必须平行，并且长度相同。
默认情况下，输出数据格式是偏移二进制文件的，它还支持两者的补充代码，灰色代码等。表中显示了输入和输出代码与模拟输入之间的关系。
V.典型的特征曲线
DNL和INL测试结果
在采样率的测试条件下，FCLK=500MHz和输入信号频率FIF=30.3MHz，CBM94AD34的差异线性误差（DNL）为-0.51/+0.49LSB，无损失代码（DNL -0.9）和缺失的判断水平（DNL0.9）；积分线性误差（INL）为-1.1/+1.1LSB。
动态参数测试结果
当采样率fclk=499.99970304MHz和输入信号频率fin=30.28867830MHz时，测试结果为：SFDR=79.23DBFS，二阶和三阶和谐波畸变（HD2，3nd）=78.89dbfs，四阶和四阶和谐波畸形（HD4ND）=81.48DBFS，SNR=65.6DBFS，SINAD=65.1034DBFS，ENOB=10.5217BITS。
SNR和SFDR的曲线曲线具有采样频率
根据CBM94AD34模数转换器的性能参数，它在宽带应用中具有良好的动态性能。带有输入频率的SNR的变化曲线显示了在输入频率点的某些变化，例如30.3MHz，70.3MHz，100.3MHz，250.3MHz，450.3MHz等，并且整体保持较高水平。
带有输入频率的
SFDR的变化曲线显示，在各种输入频率条件下，无伪的动态范围显示出良好的性能，完全满足了宽带应用的各种需求。
VI。多场练习
在无线和宽带通信系统中，CBM94AD34500MSP的采样率可以满足宽带信号的实时数字化要求。具有65dB的12位分辨率和SFDR（虚假动态范围）可以准确捕获复杂调制信号的详细特征，并适应基本站收发器，卫星通信地面站和其他设备的信号采集要求。
作为接收器的核心成分，CBM94AD34的宽输入范围（1.18VP-P至1.6VP-P）可以与接收到不同强度的接收信号兼容。差分输入体系结构和反干扰设计（LVD输出，微分钟）可以有效地抑制噪声并确保弱信号的准确转换（例如长距离通信信号，雷达回声）。它被广泛用于各种通信接收器，雷达接待前端和其他场景中。
对于雷达和卫星子系统，CBM94AD34（SFDR72DBFS@30.3MHz）的高动态性能可以区分强目标信号和弱目标信号。 -4085的宽温度工作范围可以适应极端环境。差分时钟设计确保了高速采样的时机稳定性，并在气象雷达，分阶段阵列雷达和卫星传播数据传输系统中起关键作用。
用户评论
浅嫣婉语
终于看到了可以解决高频信号采集难题的技术！一直都很想找合适的方案，希望这个 CBM94AD34 能胜任。 500MSPS 的采样率和65dB的灵敏度太让人期待了！
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十言i
这篇文章介绍得很好，很详细地解释了高频信号采集的瓶颈,以及CBM94AD34 是如何突破这些瓶颈的。我相信它能够真正帮助我们解决工程实践中的难题。
有11位网友表示赞同！
堕落爱人！
对于像我这样从事射频领域研究的学生来说，这篇文章非常有价值。CBM94AD34 提供了一种全新的解决方案，值得深入学习和探索。
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败类
500MSPS 的采样率确实让人眼前一亮，但这真的能够解决雷达探测的“失焦”问题吗？文章没有给出具体的应用案例，希望后续有更详细的介绍。
有12位网友表示赞同！
大王派我来巡山！
感觉这个 CBM94AD34 还是太理论了，缺乏具体的实际操作经验分享。像我这样的新手想要上手，还需要更多实战指导和技术文档支持。
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情字何解ヘ
雷达探测技术的进步离不开高性能信号处理芯片的支撑。CBM94AD34 能否真正实现其所吹嘘的性能在实践中还需要进一步验证。
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凉城°
对于高频信号采集领域的从业者来说，这个 CBM94AD34 绝对是一个值得关注的技术突破。希望它能够推动雷达探测技术的发展，带来更多实际应用场景。
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ok绷遮不住我颓废的伤あ
文章的内容比较专业，对一些没有接触过高频芯片的相关知识的人来说可能会有些难度理解。建议在介绍的同时加入一些通俗易懂的解释和案例，以便更广泛的受众能够了解这个新技术。
有15位网友表示赞同！
迁心
我一直觉得雷达探测技术的进步速度非常缓慢，希望CBM94AD34 能够带来变革性的突破，让我们的生活更加便捷安全。
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空巷
我对文章提到的“失焦”问题感到很困惑。具体的解释是什么？如何通过 CBM94AD34 来解决这个问题？我很想深入了解这个技术的原理和应用场景。
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∞◆暯小萱◆
期待看到更多关于CBM94AD34 的测试报告和应用案例，以便更好地评估它的实际性能和价值。
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余温散尽ぺ
这种高频信号采集技术对于雷达探测、通信等领域来说意义重大，相信它将在未来拥有更为广阔的发展空间。
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爱你心口难开
500MSPS 的采样率确实很高，但仅仅依靠采样率来解决 “失焦”问题是否完全合理？还需要考虑其他因素的影响和解决方案。
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断桥残雪
文章介绍的观点很有启发性，但希望可以提供更具体的案例以及应用场景，以便更好地理解CBM94AD34 在实际应用中的表现。
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轨迹！
对于我目前的工作来说，高频信号采集技术并不是核心内容，但这个 CBM94AD34 仍然是一项非常值得关注的技术进步。
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┲﹊怅惘。
我相信随着时间的推移，CBM94AD34 将会得到更广泛的应用，为科技发展做出更大的贡献 。
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拉扯
感觉文章比较偏向于技术宣传，缺少对新技术的客观评价和分析。期待看到更多第三方机构的评测和对比。
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╭摇划花蜜的午后
这个CBM94AD34 听起来很酷！如果它真的能够解决雷达探测的“失焦”问题，那将是一个划时代的突破啊！
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