適用于高帶寬系統(tǒng)的高速DAC

當(dāng)今數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)已覆蓋了生活和工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，高速ADC/DAC則是連接數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的橋梁和媒介。在前幾期文章中，聊到了從ADC到隔離式ADC的主流產(chǎn)品和性能，而今天的主題，則是與ADC對應(yīng)的，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC。細(xì)分一點(diǎn)說，今天聊一聊適用于高帶寬系統(tǒng)的高速DAC。

高速DAC芯片現(xiàn)在依然是命門，如果想要做到高速又低噪聲，高可靠性，這是很難的。設(shè)計(jì)，加工工藝可靠性，材料品質(zhì)，從頭到尾都是考驗(yàn)。高端模擬電路設(shè)計(jì)，數(shù)字芯片設(shè)計(jì)這塊兒國內(nèi)并不弱，但在高速高精DAC上還是有差距。

根據(jù)建立時(shí)間的長短，可以將DAC分成超高速（＜1μS）、高速（10～1μS）、中速（100～10μS）、低速（≥100μS）幾檔。建立時(shí)間是指輸入的數(shù)字量發(fā)生滿刻度變化時(shí)，輸出模擬信號達(dá)到滿刻度值的±1/2LSB所需的時(shí)間，是描述D/A轉(zhuǎn)換速率的一個(gè)動態(tài)指標(biāo)。電流輸出型DAC的建立時(shí)間短。電壓輸出型DAC的建立時(shí)間主要決定于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。

TI 高速DAC

TI的高速DAC產(chǎn)品系列很多，這里主要挑選分辨率12位以上的系列來做分析。

DAC38RF82是高性能的寬帶寬型射頻采樣數(shù)模轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)3.33GSPS的雙通道輸入數(shù)據(jù)速率，或者高達(dá)9GSPS的8位單通道運(yùn)行狀態(tài)。該器件具有一個(gè)多達(dá)8通道的低功耗JESD204B接口，最大比特率為12.5Gbps。

在雙通道運(yùn)行狀態(tài)下，該系列的無插值時(shí)輸入接口數(shù)據(jù)速率高達(dá)3.33GSPS（12位分辨率）和2.5GSPS（16位分辨率）。無論是在16位還是12位，該系列的輸入速率都極為可觀，市面上幾乎沒有比這個(gè)速度還快的同類產(chǎn)品。

當(dāng)用作具有2x24x插值模式的復(fù)合基帶發(fā)送器時(shí)，DAC38RF82可以合成具有16位輸入分辨率，且高達(dá)2GHz帶寬的寬帶信號和具有12位輸入分辨率的 2.66GHz帶寬的寬帶信號。

在8位模式，該系列獲得9GSPS的最大DAC采樣率輸入，并可合成0至4.5GHz的寬帶信號。

另外，該系列的差分輸出支持直流耦合，射頻滿量程輸出功率在2.14GHz 時(shí)為3dBm。從分辨率對應(yīng)的速度來看，該系列每個(gè)檔位的分辨率下都有世界領(lǐng)先的輸入速率。

DAC39J82 是一款具有JESD204B接口的低功耗、16位、雙通道、2.8GSPS采樣速率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，最大輸入數(shù)據(jù)速率為1.4GSPS。

數(shù)據(jù)通過運(yùn)行速率高達(dá) 12.5Gbps 的 1、2、4 或 8 條可配置串行JESD204B信道輸入到器件中，通過基JESD204B的確定性延遲，實(shí)現(xiàn)多個(gè)器件的完全同步。DAC39J82中內(nèi)置了具有 48 位數(shù)值控制振蕩器 （NCO），可以準(zhǔn)確且靈活地放置載波信號。

低功耗則體現(xiàn)在該芯片在最大采樣速率2.8GSPS運(yùn)行時(shí)，功耗僅為1.1W。在做到高精度，多信道的同時(shí)也將功耗降了下來，在工藝方面也采用了成熟節(jié)點(diǎn)的CMOS工藝。高工藝水平和產(chǎn)品的高性能，這些國際大廠的標(biāo)桿DAC在高端應(yīng)用方面目前目前仍呈壟斷局面。

ADI 高速DAC

ADI公司的高速DAC同樣覆蓋了寬帶射頻、中頻信號處理和通用基帶全類別。在工藝上ADI目前已經(jīng)做到了28 nm 的CMOS技術(shù)。CMOS的技術(shù)推動讓DAC在帶寬、功耗和動態(tài)范圍上又有了新的突破，信號頻段數(shù)也覆蓋得更廣。

AD9177是ADI最新推出的具有寬帶信道選擇器的支持四路、16 位、12 GSPS高速DAC。該新品支持多達(dá)八個(gè)基帶通道，非常適合需要寬帶 DAC 來處理寬瞬時(shí)帶寬信號的應(yīng)用。該套件具有8通道、24.75 Gbps JESD204C或15.5 Gbps JESD204B 數(shù)據(jù)接收器端口，配合片內(nèi)時(shí)鐘乘法器和數(shù)字信號處理 （DSP） 數(shù)據(jù)通路，能夠處理寬帶或多頻帶的復(fù)雜信號。值得一提的是該系列，可以繞過DSP數(shù)據(jù)路徑來允許數(shù)據(jù)接收器端口和DAC內(nèi)核直接連接。

ADI9177使用JESD204C的最大數(shù)據(jù)速率高達(dá)12 GSPS，可用的模擬帶寬高達(dá)8 GHz。在高速采樣下，這個(gè)序列配置了多種輔助功能，如直接數(shù)字合成和快速跳頻、片內(nèi)溫度監(jiān)控以及TDD節(jié)能等。并且在JESD204C下，與最大24.75 Gbps的通道速率兼容。

AD9174是一款高性能、雙通道、16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），支持高達(dá)12.6 GSPS的DAC采樣速率。低功耗，雙路DAC設(shè)計(jì)是這個(gè)雙通道系列的亮點(diǎn)，保證器件降低更高帶寬和多通道應(yīng)用中的功耗的同時(shí)保持性能。

高達(dá)3.08 GSPS的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)速率且具有16位分辨率，以及高達(dá)4.1 GSPS的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)速率且具有12位分辨率。AD9174也可以配置為雙通道DAC，每個(gè)DAC以之前所述的數(shù)據(jù)速率在獨(dú)立的JESD204B鏈路中工作。另外，啟用超寬帶寬單通道DAC模式，將支持高達(dá)6.16 GSPS的數(shù)據(jù)速率且具有16位分辨率。

小結(jié)

簡單的從市場份額來比較ADI和TI沒有太大的意義，就產(chǎn)品線而言，TI更全一些，ADI則在數(shù)模轉(zhuǎn)換上更精。在ADI收購美信后，TI和ADI的對抗越來越精彩，這兩家公司在模擬方面的產(chǎn)品線重合競爭也會更加明顯。

責(zé)任編輯：haq