EV12AS200差分输出与同步机制详解
发布时间:2025-08-25 16:34:17 浏览:32
EV12AS200是E2V品牌的高性能12位1.5GSps模数转换器,凭借独特的差分输出和可靠的同步机制,在高速数据采集与处理领域优势显著。
一、差分输出链路
1. 物理层
EV12AS200采用196-ball FPBGA封装,有14对LVDS数据输出(D0 - D13)和1对LVDS数据就绪时钟(DCLK_P/N)。其片内自带100Ω终端电阻,板端通常直接AC耦合到FPGA,无需额外并电阻。输出摆幅典型值为350mV(差分700mV),共模电压1.2V,符合IEEE-1596.3 LVDS标准。
2. 数据格式
该转换器支持1:1(full-rate)和1:2(demux half-rate)两种模式,由pin DEMUX选择。12位分辨率固定,1:2模式下每对LVDS线宽降至6位(DDR输出),方便后端FPGA用较低速率SERDES抓取。数据先输出MSB,后输出LSB,bit顺序可通过3-线串口(3WSI)反转。
3. 同步字/对齐码
在Test Mode中,可插入12’hF0F或12’hA5A作为K-Code,FPGA检测到后完成lane alignment。正常采样模式下,同步字关闭,数据为原始ADC code。
二、时钟与同步机制
1. 采样时钟
采样时钟可单端或差分输入,评估板默认差分CLK±AC耦合,100Ω端接。时钟最高频率1.5GHz,要保证抖动jitter小于100fs(12kHz - 20MHz积分),才能维持datasheet的SNR/SFDR指标。
2. 输出同步时钟DCLK
DCLK频率在1:1模式下为Fs,1:2模式下为Fs/2。它与数据边沿对齐,FPGA需用IDELAY/PLL做90°相位旋转后再采样。DCLK上还有Frame标志(FR_P/N),每12个DCLK周期拉高一次,用于指示帧边界。
3. 多片同步(SYSREF/多通道系统)
EV12AS200没有JESD204B/C,官方给出“共时钟 + 共SYSREF”的粗同步方案。用极低抖动合成器同时将CLK±扇出到所有ADC,FPGA产生低频SYSREF脉冲(<1MHz)送到所有ADC的SYNC_IN引脚。ADC检测到SYNC_IN上升沿后,内部计数器清零,确保所有ADC在同一采样边沿开始输出数据。实测同步误差小于±1采样点(≈670ps @ 1.5GSps),能满足大多数MIMO雷达、波束合成应用需求。
三、PCB设计注意事项
差分对长度匹配:DCLK与任意数据线的skew建议小于10mil;同组数据线差分对内skew小于2mil。
AC耦合电容:数据/时钟线均用100nF电容,靠近ADC端放置,避免产生stub。
同步时序余量:给FPGA的LVDS接收器留不少于200ps的建立/保持窗口;必要时在ADC端用3WSI调整输出延迟(Delay tap,共8级,每级约125ps)。
四、典型应用场景与同步优势
1. 5G基站直接射频下变频
5G基站需将28GHz/39GHz射频信号直接降至基带,以减少中频滤波器和混频器数量,降低成本和功耗。EV12AS200的差分输出和SDA功能可补偿射频前端链路延迟,确保I/Q信号正交性,降低误码率(BER)。
2. 相控阵雷达波束合成
相控阵雷达需要多通道ADC同步采样,实现波束快速扫描和目标精准定位。EV12AS200通过触发器函数和SDA调整,各通道ADC采样时刻误差小于5个时钟周期,满足军事防空雷达对相位一致性的要求。
3. 高分辨率示波器信号捕捉
高分辨率示波器要实时采样高频信号,捕捉瞬态细节(如眼图抖动)。EV12AS200的差分输出可提升信噪比,结合1.5GSPS采样率,能分析100G/400G以太网信号的眼图质量,验证链路合规性。
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