概述
AD6641是一款250 MHz帶寬數字預失真(DPD)觀測接收機，集成一個12位500 MSPS ADC、一個16k × 12 FIFO和一個多模式后端，用戶可通過串行端口(SPORT)、SPI接口、12位并行CMOS端口或6位DDR LVDS端口檢索存儲在集成FIFO存儲器中的數據。它具有出色的動態性能和低功耗特性，適合電信應用，如要求更寬帶寬的數字預失真觀測路徑等。芯片上集成了全部必需功能，包括采樣保持器與基準電壓源，可提供完整的信號轉換解決方案。
數據表：*附件：AD6641 250MHz帶寬DPD觀測接收機技術手冊.pdf

片內FIFO允許通過ADC捕捉較短的時間快照，以及以較低速率進行回讀。這樣，捕捉的數據可以隨時以低得多的采樣速率進行傳輸，信號處理限制得以降低。FIFO可以在多種用戶可編程模式下工作。在單次捕捉模式下，當捕捉到ADC數據時，可以通過SPI端口或者使用外部FILL±引腳來指示。在連續捕捉模式下，數據持續加載到FIFO中，并使用FILL±引腳停止該操作。

FIFO中存儲的數據可以在多種用戶可選的輸出模式下回讀。可以置位DUMP引腳以輸出FIFO數據。FIFO中存儲的數據可以通過SPORT、SPI、12位并行CMOS端口或6位DDR LVDS接口訪問。AD6641在12位CMOS或6位DDR LVDS模式下支持最大輸出吞吐速率，器件內部將其限制為最大輸入采樣速率的1/8。也就是說，當輸入時鐘速率為500 MSPS時，最大輸出數據速率為62.5 MHz。

該ADC要求采用1.9 V模擬電源供電及差分時鐘信號，以便充分發揮其工作性能。輸出格式選項包括二進制補碼、偏移二進制和格雷碼。該ADC還提供數據時鐘輸出，用于正確進行輸出數據定時。該器件采用先進的SiGe BiCMOS工藝制造，提供56引腳LFCSP封裝，額定溫度范圍為-40°C至+85°C工業溫度范圍。該產品受美國專利保護。

應用

• 無線和有線寬帶通信
• 通信測試設備
• 功率放大器線性化

產品特色

1. 高性能ADC內核。
   500 MSPS、250 MHz輸入時信噪比維持在65.8 dBFS。
2. 低功耗。500 MSPS時功耗僅695 mW。
3. 易于使用。
   片內16k FIFO允許用戶讓高性能ADC在目標時間執行處理，并在任意時間以較低的采樣速率傳輸數據，從而減少數據處理的限制。片內基準電壓源和采樣保持功能使系統設計更靈活。采用1.9 V單電源則簡化了系統電源設計。
4. 串行端口控制。
   標準串行端口接口支持對器件進行配置以及根據用戶的需求進行定制。
5. 1.9 V或3.3 V SPI和串行數據端口工作模式。

特性

• 信噪比(SNR)：65.8 dBFS（fIN最高為250MHz，500 MSPS）
• 有效位數(ENOB)：10.5位（fIN最高為250 MHz，500 MSPS，?1.0 dBFS）
• 無雜散動態范圍(SFDR)：80 dBc（fIN最高為250 MHz，500 MSPS，?1.0 dBFS）
• 出色的線性度
  • DNL = ±0.5 LSB（典型值）；INL = ±0.6 LSB（典型值）
• 集成16k × 12 FIFO
• FIFO回讀選項
  • 12位并行CMOS（62.5 MHz）
  • 6位DDR LVDS接口
  • SPORT (62.5 MHz)
  • SPI (25 MHz)
• 高速同步功能
• 1 GHz全功率模擬帶寬
• 集成輸入緩沖器
• 片內基準電壓源，無需外部去耦
• 低功耗
  • 695 mW (500 MSPS)
  • 可編程輸入電壓范圍
  • 1.18 V至1.6 V，標稱值1.5 V
• 采用1.9 V模擬和數字電源供電
• 1.9 V或3.3 V SPI和SPORT工作模式
• 時鐘占空比穩定器
• 帶可編程時鐘和數據對準功能的集成數據時鐘輸出

框圖

時序圖

引腳配置描述

典型性能特征

等效電路

工作原理

片上先進先出存儲器（FIFO）能夠通過模數轉換器（ADC）捕獲短時間的信號快照，并以較低速率回讀。這通過以任意采樣率傳輸捕獲的數據，減少了信號處理的限制。

FIFO操作

數據捕獲可通過向串行外設接口（SPI）端口寫入來指示，方式是置位FILL±引腳。圖36所示的時序圖說明了FIFO的加載過程。

在事件1時，通過斷言FILL±引腳或通過SPI位寫入來指示FIFO進行填充。FILL±引腳操作可以通過可編程SPI填充控制位進行延遲，這樣在填充事件之前可對數據進行緩沖。然后，FIFO會用數據填充自身。周圍樣本的數量由計數寄存器（0x104）確定。這是一個8位寄存器，取值范圍為0到255。放入FIFO的樣本數量由以下公式確定：
樣本數量 = (FILL_CNT + 1) × 64

在FIFO完成填充（事件2）后，AD6461會發送一個滿標志來指示FIFO已填滿，然后進入等待狀態，在此期間設備等待接收來自DUMP引腳或SPI的轉儲指令。

數據移位（事件4）后，FIFO進入空閑狀態，并等待下一個填充命令。在空閑狀態下，ADC可以選擇置于深度猝發模式以節省功率。如果ADC在空閑狀態下掉電，啟動填充操作（事件1）會使ADC上電。在此期間，ADC會等待設置計數周期（0x105、0x106），然后再捕獲數據。設置計數可在SPI端口編程，允許在采集數據前讓模擬電路穩定下來。通過使用這個寄存器，可以在采集速度和精度之間進行智能權衡。

這些數據可以通過三個輸出接口中的任意一個以低數據速率回讀，這進一步節省了功率。如果使用SPI或SPORT接口讀取數據，該接口可能只需要三個引腳。滿標志和空標志用于指示FIFO的狀態。SPI中的FIFO狀態寄存器（0x10A）也可以通過軟件進行監控。

單次捕獲模式

通過將填充控制寄存器（0x103[3:2]）中的FIFO填充模式位寫入00，可將FIFO置于單次捕獲模式。在單次捕獲模式下，用戶通過驅動FILL±引腳高電平或通過SPI端口寫入（如有必要）填充位（0x101[0]）來啟動捕獲。這會在上電后（根據SPI設置計數寄存器（0x105、0x106）中設置的時間）為ADC（如果已掉電）供電。如果0x101寄存器中的位3置位，捕獲完成后ADC會返回待機模式。

填充引腳定時

通過斷言差分FILL±引腳可以啟動FIFO填充。在FILL±引腳上檢測到脈沖時，FIFO開始填充。

轉儲引腳定時

通過斷言DUMP引腳可以啟動FIFO回讀。在DUMP引腳上檢測到高電平時，FIFO數據會在可用時鐘上被清除。