2018.12.24 V1.5 A 08 / 14 〡Phone: +86-0512-62928177〡Web:〡Email:[email protected]〡 A DA 0 G O U TP O U TN 50O h m 50O h m V C C 45 V C C 45 图 5：模拟信号输出等效电路

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〡Phone: +86-0512-62928177〡Web:www.acelamicro.com〡Email:[email protected]〡

AD

A0

6S0

32

G 3

2G

sps 6

Bits

高速数模转换器

2018.12.24 V1.5

产品特点

最高采样率：>32GSPS

输入数据速率：(fs/4)Gbps

集成高速串行数据接收器

输入电平：3.3V PCML

集成 SPI 控制端口

电源：4.5V(模拟)、3.3V(数字)

功耗：约 6.5W

产品描述

ADA06S032G 是采用 SiGe 基工艺制造的

高速宽带数模转换器。该芯片将输入的 24 路

高速数字信号进行重采样、解扰,然后通过 4-1

MUX 和 DAC 核心转换成模拟信号输出。芯片

集成了 SPI 控制端口，用于读取及控制 DAC

内部工作状态。芯片采用+4.5/+3.3V 双电源供

电，总功耗约为 6.5W。

应用范围

光通信

高速串行通信

测试仪器仪表

主要性能指标

分辨率：6Bits

最高转换速率：32Gsps（typ）

时钟频率范围：8~17GHz

SFDR： 42@1000MHz（typ）

36@3000MHz（typ）

30@6000MHz（typ）

28@15000MHz（typ）

功耗：6.5W（typ）

结构框图

图 1：ADA06032G 功能框图

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A

DA

06

S03

2G

芯片外形与引脚图：

图 2：ADA06032G 芯片外形图

图 3：ADA06Q032G 封装引脚-俯视图

A B C D E F G H J K L M N P R T

1 VCC33 GND CODEN_A6 GND CODEP_C6 GND CODEP_A4 GND CODEN_C4 GND CODEN_A2 GND CODEN_C2 GND VCC GND 1

2 VCC33 GND CODEP_A6 GND CODEN_C6 GND CODEN_A4 GND CODEP_C4 GND CODEP_A2 GND CODEP_C2 GND VCC VCC 2

3 GND VCC33 GND CODEP_C5 GND CODEN_A5 GND CODEP_A3 GND CODEN_C3 GND CODEN_A1 GND CODEN_C1 GND VCC 3

4 GND VCC33 GND CODEN_C5 GND CODEP_A5 GND CODEN_A3 VCC33 CODEP_C3 GND CODEP_A1 GND CODEP_C1 GND GND 4

5 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 GND VCC33 GND GND GND GND GND VCC RSTP 5

6 GND VCC45 VCC45 VCC45 VCC45 VCC33 VCC33 GND GND VCC33 VCC33 GND VCC VCC VCC RSTN 6

7 GND VCTRL_CORE VCC45 VCC45 VCC45 VCC33 VCC33 GND GND VCC33 VCC33 GND VCC VCC VCC GND 7

8 OUTP GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND CLKP 8

9 OUTN GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND GND CLKN 9

10 GND VCC33 VCC45 VCC45 VCC33 VCC33 VCC33 GND GND VCC33 VCC33 VDD VDD VDD GND GND 10

11 GND VCC33 VCC45 VCC45 VCC33 VCC33 VCC33 GND GND VCC33 VCC33 VDD VDD VDD GND REFP 11

12 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 VCC33 GND GND GND GND GND GND GND GND REFN 12

13 GND VCC33 GND CODEN_B2 GND CODEN_D2 GND CODEN_B4 GND CODEP_D4 GND CODEN_D5 GND CODEN_D6 RESET GND 13

14 GND VCC33 GND CODEP_B2 GND CODEP_D2 GND CODEP_B4 GND CODEN_D4 GND CODEP_D5 GND CODEP_D6 REGAD REGCLK 14

15 VCC33 GND CODEP_B1 GND CODEN_D1 GND CODEN_B3 GND CODEP_D3 GND CODEN_B6 GND CODEP_B5 GND REGSDI REGSDO 15

16 VCC33 GND CODEN_B1 GND CODEP_D1 GND CODEP_B3 GND CODEN_D3 GND CODEP_B6 GND CODEN_B5 GND GND GND 16

A B C D E F G H J K L M N P R T

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AD

A0

6S0

32

G

引脚定义：

引脚编号引脚名称功能备注

A3,A4,A6,A7,A10,A11,A13,A14,B1,B2,B8,B9,

B15,B16,C3,C4,C8,C9,C13,C14,D1,D2,D8,D9,

D15,D16,E3,E4,E8,E9,E13,E14,F1,F2,F8,F9,F1

5,F16,G3,G4,G8,G9,G13,G14,H1,H2,H5,H6,H7,

H8,H9,H10,H11,H12,H15,H16,J3,J6,J7,J8,J9,J10

,J11,J12,J13,J14,K1,K2,K5,K8,K9,K12,K15,K16

,L3,L4,L8,L9,L12,L13,L14,M1,M2,M5,M6,M7,

M8,M9,M12,M15,M16,N3,N4,N5,N8,N9,N12,N

13,N14,P1,P2,P5,P8,P9,P12,P15,P16,R3,R4,R8,

R9,R10,R11,R12,R16,T1,T4,T7,T10,T13,T16

GND 接地

B6,C6,C7,C10,C11,D6,D7,D10,D11,E6,E7 VCC45 +4.5V 模拟电

源

A1,A2,A5,A12,A15,A16,B3,B4,B5,B10,B11,B1

2,B13,B14,C5,C12,D5,D12,E5,E10,E11,E12,F5,

F6,F7,F10,F11,F12,G5,G6,G7,G10,G11,G12,J4,J

5,K6,K7,K10,K11,L6,L7,L10,L11

VCC33 +3.3V 模拟电

源

建议三个 3.3V 电压采

用 LDO 合并供电

N6,N7,P6,P7,R1,R2,R5,R6,R7,T2,T3 VCC +3.3V 电源

M10,M11,N10,N11,P10,P11 VDD +3.3V 电源

B7 VCTRL_CORE 控制核心

T8/T9 CLKP/N 采样时钟输

入

A8/A9 OUTP/N 模拟信号输

出

T11/T12 REFP/N 参考时钟输

出

R13 RESET SPI 复位

R14 REGAD SPI 地址位

R15 REGSDI SPI 数据输入

T14 REGCLK SPI 时钟输入

T15 REGSDO SPI 数据输出

T5/T6 RSTP/N 时钟复位高电平有效

M4/M3,L2/L1,H3/H4,G1/G2,F4/F3,C2/C1 CODEP/N_A1,

CODEP/N_A2,

CODEP/N_A3,

CODEP/N_A4,

CODEP/N_A5,

CODEP/N_A6

数字输入

C15/C16,D14/D13,G16/G15,H14/H13,L16/L15,

N15/N16

CODEP/N_B1,

CODEP/N_B2,

CODEP/N_B3,

CODEP/N_B4,

数字输入

4 / 14


A

DA

06

S03

2G

CODEP/N_B5,

CODEP/N_B6

P4/P3,N2/N1,K4/K3,J2/J1,D3/D4,E1/E2 CODEP/N_C1,

CODEP/N_C2,

CODEP/N_C3,

CODEP/N_C4,

CODEP/N_C5,

CODEP/N_C6

数字输入

E16/E15,F14/F13,J15/J16,K13/K14,M14/M13,P

14/P13

CODEP/N_D1,

CODEP/N_D2,

CODEP/N_D3,

CODEP/N_D4,

CODEP/N_D5,

CODEP/N_D6

数字输入

本产品内置防静电保护装置有限，为了防止静电损坏门电路，在储存或处理过程中应使

引脚短接在一起或将产品放置在导电泡沫材料中。

工作条件：

参数最小值标准值最大值单位

时钟频率 8 - 17 GHz

最大输出电流 15 mA

VCC45 - 4.5 4.6 V

VCC33 - 3.3 3.4 V

I-VCC45 - 100 - mA

I-VCC33 - 1830 - mA

功耗 - 6.5 - W

5 / 14


AD

A0

6S0

32

G

典型测试结果：

非特别注明，以下测试结果均在 TA=+25℃，VCC45=+4.5V, VCC=+3.3V,VDD=+3.3V,VCC33=+3.3V,

fCLK=16GHz，fSAMPLE=32Gsps，DAC 输出幅度为 0dBFS 下测试所得，DAC 输出的单音信号频谱：

6 / 14


A

DA

06

S03

2G

非特别注明，以下测试结果均在 TA=+25℃，VCC45=+4.5V, VCC=+3.3V,VDD=+3.3V,VCC33=+3.3V,

fCLK=17GHz，fSAMPLE=34Gsps，DAC 输出幅度为 0dBFS 下测试所得，DAC 输出的单音信号频谱：

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AD

A0

6S0

32

G

功能描述：

1 概述

ADA06S032G 是一款 6 位的数模转换器芯片（DAC），最大转换速率可达 32Gsps。芯

片内含一个 4：1 的 MUX 可以将输入的 24 路数据交织成一路模拟信号输出，片内还集成了

占空比校正和延迟偏差校准功能。使用 ADA06S032G 芯片配合外部时钟芯片，可以实现多

片器件的完全同步，是下一代光通信系统的理想器件。芯片的最佳性能要求应遵循此处所

讨论的规范。

2 电源电压

随着硅处理技术的改进，晶体管的几何尺寸不断减小。但是，人们仍然希望数字转换

器要实现和前一代器件相同（或更好）的性能，例如采样速率和模拟带宽必须得到改善，

性能也要比前一代器件更好，或者需要纳入更多的片内数字处理功能来辅助数字接收功能。

为了克服转向更小几何尺寸带来的电源电压降低的风险。设计师往往会设计不同的电压轨

来提供所需的噪声和线性度性能。

当超快电路在非常近的距离内运行时，各个模块之间总会存在耦合或震荡的风险。为

了改善隔离，设计者必须考虑各种耦合机制。最明显的机制是通过共享电源域。如果电源

域尽可能远离电路，那么共享同一电压轨的数字电路和模拟电路发生震颤的可能性将非常

小。在硅片中，电源已被分开，接地也是如此。封装设计继续贯彻了这种隔离电源域处理。

共享相同供电轨的大多数电源域和接地域可以合并，因此 PDN（电源输送网络）可以

简化。这导致 BOM（物料清单）和布局得以简化。通过充分滤波和布局分离，各个域可以

合理布置，使得数据转换器性能最大化，同时降低 BOM 和 PDN 的复杂性。

3 数字信号输入

数字信号输入原理如图 4 所示，主要性能如下：

50Ohm

DATAi[p/n]

VCC33

图 4：数字信号输入等效电路

4 模拟信号输出

模拟信号输出原理如图 5 所示，主要性能如下：

8 / 14


A

DA

06

S03

2G

OUTP OUTN

50Ohm 50Ohm

VCC45VCC45

图 5：模拟信号输出等效电路

5 数据同步

为了保证 DAC 芯片获得最佳的性能表现的输出数据能够被正确的接收，迅芯微电子建

议客户在使用 ADA06S032G 芯片时，需要先对 DAC 输入的 24 位数据输入端口进行训练和

同步。在 DAC 芯片内部，输入数据首先通过缓冲放大器放大，而后通过重采样 D 触发器进

行采样并同步到DAC内部时钟，重采样时钟的相位可通过 SPI配置实现 0°90°180°270°

四个相位。而后，数据与 PRBS 码进行异或，该运算的结果被状态寄存器存储，同时输送

到数模转换核心电路。

图 6：数据同步示意图

ADA06S032G 芯片可以在内部产生一个 127 位的 PRBS 码，这个特殊的 PRBS 码可以

通过和 24 路数据端口接收到的数据进行一一比对，从而将 24 路输入端口相互之间达到同

步的效果，以此来获得 DAC 的最佳转换效果。PRBS 码格式如下所示：

{127’b0101010_01100111_01110100_10110001_10111101_10101101_10010010_00111000

_01011111_00101011_10011010_00100111_10001010_00011000_00100000_01111111}

ADA06S032G 芯片数据端口同步是通过端口数据的循环位移和片内子 DAC 的采样时

钟相位的调整两种方法来实现的。DAC 芯片每次开始同步前，都需要先进行初始化操作。

首先，将进行 DAC 芯片的内部分频器端口和 PRBS 码进行复位。

5.1 分频器复位端口设置

FPGA

Multi-GHz

Transceivers

(MGTs) De-emphsis

D QClk

D QClk

D QClk

Re-sampling DFF

Phase Selector

XOR

PRBS7

Data_in

Clk 0° Clk 90°

Controllerrecorder

6

Controller

24

6

Bank A

Bank B

Bank C

Bank D

Data_out

9 / 14


AD

A0

6S0

32

G

地址 A[5:0] 命令 D[11:0] 名称功能默认值 SPI_OUT

001100 12’b0 DIVRST 分频器复位 12’b0

注意：时钟复位 RST 必须处于复位状态(复位高有效)

5.2 PRBSRST 复位设置


001011 12’b0 PRBSRST PRBS 复位 12’b0

注意：时钟复位 RST 必须处于复位状态(复位高有效)

然后，打开 DAC 的输出端口使能开关，使 DAC 输出特定的 PRBS 码解扰后的数据波

形。在 DAC 的输出端口使能开关处于关闭状态时，DAC 输出的波形为四个交替变化的电

平。

5.3 ENOUT 输出使能设置


001001 12’b000000001111 ENOUT 输出使能开

关 12’b0

DAC 通过比对这个 127 位的 PRBS 码来确定端口是否完全同步，如不能同步，则将端

口输出的 PRBS 码进行循环位移，直到完全同步为止。子 DAC 同步状态可以通过以下命令

来进行查询，该命令同时将对应状态寄存器的值清零。

5.4 DAC_1 同步状态查询命令

地址 A[5:0] 命令 D[11:0] 名称功能说明

000111 12’b001111111100 SYNCLEA

R0

同步状态

查询命令

{synflag[5:0],6'b0}，

synflag 为’1’说明在两次同步

状态查询命令的时间间隔内，

至少出现了一次不同步的情

况；‘0’说明已同步。

12’b001111111100

12’b0



001111 12’b001111111100 SYNCLEA

R1

同步状态

查询命令

同上

12’b001111111100

12’b0



010111 12’b001111111100 SYNCLEA

R2

同步状态

查询命令

同上

12’b001111111100

12’b0

10 / 14


A

DA

06

S03

2G



011111 12’b001111111100 SYNCLEA

R3

同步状态

查询命令

同上

12’b001111111100

12’b0

如果端口连续位移了 127 位后，还是不能同步，则需要对 DAC 的采样时钟进行相位调

整。相位调制需要对 DAC 内部的各个子 DAC 分别进行相位配置。四个子 DAC 可以通过不

同的地址位来进行选择，每个子 DAC 的 6 位输入端口[5:0]，分别对应命令格式的中的两位

数据，命令格式 12 位，可以分为高 6 位和第 6 位{[5:0]，[5:0]}。例如子 DAC 的第 0 位数

据端口，由高 6 位的最低位和低 6 位的最低为，组成的两位数据来指定相位。时钟相位分

别对应 0 度，90 度，180 度以及 270 度四种状态。

5.8 DAC_1 采样时钟相位配置

地址 A[5:0] 命令 D[11:0] 名称功能默认值

001000 12’bXXXX_XXXX_XXXX PHSEL0 配置时钟相位 12’b0










6 SPI 接口说明

ADA06S032G 芯片的串行通信接口是一个非常灵活的接口，可以与工业标准的微处理器或

微控制器进行通信。该接口提供对 DAC 芯片所定义的所有操作模式的寄存器的读写访问。

以下是 SPI 接口的功能说明以及接口时序示意图。

6.1 端口功能及电平

名称输入/输出功能电平

REGSDI 输入串行数据输入 0/3.3 V＊

REGSDO 输出串行数据输出 0/3.3 V

REGADN 输入地址 0/3.3 V

REGCLKN 输入时钟 0/3.3 V

RESET 输入复位信号，低电平复位 0/3.3 V

*兼容 2.5V IO 电平。

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AD

A0

6S0

32

G

6.2 时序图

Ai[5] Ai[4] Ai[3] Ai[2] Ai[1] Ai[0]

Ai-1[5] Ai-1[4] Ai-1[3] Ai-1[2] Ai-1[1] Ai-1[0] Ai[5]

Di[10]Di[11] Di[1] Di[0]

Di-1[10]Di-1[11] Di-1[1] Di-1[0] Di[11]

REGSDI

REGSDO

REGADN

REGCLKN

图 7：SPI 接口时序示意图

时钟频率为 10MHz。

7 命令集：

名称地址（A[5:0]）输入数据(D[11:0]) 输出数据功能说明

PHSEL0 001000 phsel[11:0] Di-1 配置 6 路 IO 的采样时钟

相位；


相位;


相位；


相位；

ENOUT 001001 {8'b0,enout[3:0]} Di-1 输出使能开关，分别控制

4 组 IO，高电平有效；

ENTEST 001010 {8'b0,entest[3:0]} Di-1 内部测试码流发生器开

关，分别控制 4 组 IO，

高电平有效；

PRBSRST 001011 {8'b0,prbsrst[3:0]} Di-1 PRBS 复位，分别控制 4

组 IO，高电平有效；

SYNCLEAR0 000111 001111111100 {synflag[5:0],

6'b0}

IO 同步状态寄存器读

取，并清零；


6'b0}


取，并清零；


6'b0}


取，并清零；


6'b0}


取，并清零；

DLYSEL 001101 {6'b0, dlysel[5:0]} Di-1 配置 DAC 核心部分数据

延迟；

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A

DA

06

S03

2G

名称地址（A[5:0]）输入数据(D[11:0]) 输出数据功能说明

DIVRST 001100 12'b1/12'b 0 Di-1 分频器复位端口

DUTYCYCLE

CAL

001110 {6'b0, dcal[5:0]} Di-1 占空比调节，6bit，调节

范围约为 53%-47%；

13 / 14


AD

A0

6S0

32

G

版本记录：

初始版本 Rev1.0

修正了芯片电源电压和测试电源电压值 Rev1.1

增加 ESD 防护标识 Rev1.2

增加 Flip Chip BGA 封装信息 Rev1.3

增加命令集 Rev1.4

更新产品手册测试数据及功能描述部分内容 Rev1.5

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A

DA

06

S03

2G

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增强、提高以及做出其他的改变，同时有在最新版产品已经发布的基础上，中止任何一款产品和

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保组件的性能规范适用于销售之时。本公司采取了必要的测试和质量控制技术来支持产品达到这

样的程度。除非有法律的硬性规定，否则并不是每个组件的所有参数都是必须要测试的。

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