模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是一种将连续的模拟信号(如电压、电流)转换为离散数字信号的集成电路。它是连接模拟世界与数字系统的核心器件,广泛应用于传感器、通信、医疗设备、工业控制等领域。
ADC通过采样、量化、编码三个步骤完成转换:
采样:按固定频率捕获模拟信号的瞬时值
量化:将采样值映射到有限精度的数字等级
编码:将量化值转换为二进制码(如16位、24位)
关键参数包括:
分辨率:以位数(bit)表示,决定最小可分辨的模拟量(如12位分辨率为1/4096)
采样率:每秒采样次数(SPS),决定信号带宽上限(遵循奈奎斯特定理)
精度:包括积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)误差
输入范围:支持的模拟信号电压范围(如0-5V、±10V)
功耗:低功耗设计对便携设备至关重要
今天,平台君和各位分享一款分辨率为14位,采样率达到1300/625 MSPS的ADC芯片——AD9695。
AD9695基本信息
AD9695功能框图(源于官网datasheet)

AD9695 M10概貌图(图源:IPBrain平台)
这款芯片的制造工艺为28nm,金属层数为10层,管芯面积接近16平方毫米。芯片中含有四通道JESD204B接口,单通道速率达到12.5Gbps。
核心参数
分辨率与采样率
AD9695具备14位分辨率,支持双通道同步采样,这一特性为精准捕捉复杂信号提供了基础。其最高采样率可达1300 MSPS(AD9695BCPZRL7 - 1300)或625 MSPS(AD9695BCPZRL7 - 625),满足不同应用场景对采样速度的严苛要求,无论是处理瞬息万变的高频信号,还是对数据采集实时性要求极高的场景,都能应对自如。
输入带宽
惊人的-3dB输入带宽高达2GHz,支持直接射频(RF)采样,这使得AD9695在高频信号处理领域脱颖而出。对于需要处理高频信号的芯片设计,如5G通信、雷达系统等,其能够直接对高频信号进行采样,大大简化了前端信号处理电路,为系统设计带来了更高的灵活性和集成度。
功耗
在功耗管理方面,AD9695表现出色。在1300MSPS时总功耗为1.6W,单通道功耗800mW,并支持灵活的功耗管理模式。这对于追求高性能与低功耗平衡的设计尤为重要,既能在需要高性能处理时全力运行,又能在适当场景下降低功耗,延长设备续航或减少散热压力。
封装
采用64引脚LFCSP封装(9 mm × 9 mm),这种紧凑设计完美契合现代高密度集成的需求。在有限的电路板空间内,实现更多功能的集成,对于追求小型化、轻量化产品设计的工程师来说,无疑是一大福音。
技术特性
接口与协议
支持JESD204B接口,最高传输速率达16 Gbps,通过4条串行通道实现低延迟数据传输。这一特性在多通道系统同步中发挥着关键作用,对于需要处理大量数据、且对数据传输延迟敏感的应用,如多通道雷达信号采集、高速通信基站等,能够确保各通道数据的精准同步,提升系统整体性能。
信号处理能力
AD9695集成4个宽带抽取滤波器和数控振荡器(NCO),为多频段接收器的灵活配置提供了有力支持。在实际应用中,面对复杂的多频段信号环境,能够轻松实现信号的筛选、处理和转换。同时,其信噪比(SNR)为65.6dBFS(输入范围1.59Vpp时),无杂散动态范围(SFDR)达78 dBFS,确保了高精度的信号转换,即使在复杂的电磁环境下,也能输出高质量的数据,为后端信号处理提供可靠保障。
电源与温度适应性
支持多电压供电(0.95 V、1.8 V、2.5 V),这种兼容性使得AD9695能够在低功耗与高性能模式之间自由切换,适应不同的应用需求。工作温度范围覆盖-40°C至+105°C(结温),这一宽温特性使其在工业和特种领域等恶劣环境中也能稳定工作,为相关领域的设备设计提供了稳定可靠的选择。
典型应用场景
通信系统
在通信领域,AD9695大显身手。无论是5G、LTE等蜂窝基站,还是软件定义无线电(SDR)及卫星通信,都离不开它的支持。它能够高效处理多频段信号,满足通信系统对高速、高精度数据采集和处理的需求,助力实现更快速、更稳定的通信连接。
测试仪器
对于频谱分析仪、示波器和网络分析仪等测试仪器而言,AD9695提供的高精度数据转换能力至关重要。它能够将复杂的电信号精确转换为数字信号,为测试仪器提供准确的数据基础
高速数据采集系统
在医疗成像、科学实验等需要超高速采样的场景中,AD9695同样表现出色。例如在医疗成像中,能够快速采集人体内部的生理信号,为医生提供更清晰、更准确的诊断图像;在科学实验中,能够捕捉瞬间发生的物理现象,助力科研人员探索未知的科学领域。
设计与开发
参考设计
ADI提供基于FMC接口的评估板(如AD9695 FMC卡),能够支持与Xilinx FPGA(如ZCU102)的快速集成,并提供完整的时钟管理和数据链路设计示例。这为工程师在进行系统设计时提供了极大的便利,减少了从理论设计到实际实现的时间和工作量,让工程师能够更快地验证自己的设计思路。
驱动与工具
官方提供HDL代码和软件驱动,支持SPI接口配置,可通过开发套件(如AD9695 - 625EBZ)进行快速原型验证。这些丰富的开发资源,使得工程师在开发过程中能够更加便捷地对AD9695进行配置和调试,加速产品的开发进程。
供应链信息
根据平台君的检索,该芯片的参考价格约5,000~15,000之间。随着近期美国对中国累计征收关税达到104%,估计这款芯片的价格还会上涨。
总之,AD9695以其高采样率、宽输入带宽和低功耗等特性,成为通信、雷达及高端仪器领域的核心器件。其创新的JESD204B接口和集成信号处理模块,不仅简化了系统设计,还为需要高密度、高性能数据采集的应用场景提供了理想解决方案。
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