將ADC的虛擬通道數(shù)與DDC魔術(shù)相乘

Umesh Jayamohan

自從第一個單芯片、硅基模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）問世以來，ADC一直跟上硅處理技術(shù)的快速發(fā)展。多年來，硅處理技術(shù)已經(jīng)足夠先進，現(xiàn)在可以經(jīng)濟地設(shè)計具有更強大數(shù)字處理功能的ADC。早期的ADC設(shè)計除了糾錯和數(shù)字驅(qū)動器外，很少使用數(shù)字電路。新系列GSPS（每秒千兆采樣）轉(zhuǎn)換器（也稱為RF采樣ADC）采用先進的65 nm CMOS技術(shù)，可以集成更多的數(shù)字處理能力，以增強ADC的性能。

高采樣率（在GSPS領(lǐng)域）也帶來了巨大的數(shù)據(jù)有效載荷（每秒比特數(shù)）。以雙通道9680位、14.1 GSPS/25 GSPS/1 MSPS/820 MSPS雙通道JESD500B模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD204為例。在 1.25 GSPS 的最大采樣速率下，ADC 流

如此大量的數(shù)據(jù)將需要大量的LVDS路由通道來提取數(shù)字數(shù)據(jù)。為了便于實現(xiàn)這種大吞吐量，采用了JESD204B標準。JESD204B是一種高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，采用8b/10b編碼和加擾等功能，旨在提供足夠的信號完整性。使用JESD204B標準，總吞吐量現(xiàn)在變?yōu)?/p>

使用JESD204B標準，數(shù)據(jù)吞吐量可以分布在四個高速串行通道上，每個通道上以12.5 Gpbs的速度分配。將其與LVDS接口進行比較，在LVDS接口中，在大約1 Gbps/通道的線速上限下，芯片將需要超過28對！

快速檢查AD9680數(shù)據(jù)手冊就會發(fā)現(xiàn)，在設(shè)置鏈路方面，有相當多的字母湯。早期LVDS ADC更容易實現(xiàn)，而新一代JESD204B ADC則稍微復雜一些。當您考慮到內(nèi)部數(shù)字下變頻器（DDC）設(shè)置時，它們變得更加復雜。但是，ADC設(shè)置主要由該字母表中的三個字母決定：

L = 每個JESD204B鏈路的通道數(shù)

M = 每個JESD204B鏈路的轉(zhuǎn)換器數(shù)量

F = JESD204B鏈路中每幀數(shù)據(jù)的八位字節(jié)數(shù)

以AD9250為例，它是一款雙通道14位、250 MSPS JESD204B模數(shù)轉(zhuǎn)換器。圖1顯示了AD9250在默認設(shè)置下的框圖。

圖1.設(shè)置AD9250。

在此設(shè)置中，JESD204B鏈路（JESD204B發(fā)送器）非常簡單，因為AD9250無需進行額外的數(shù)字處理。對于JESD204B鏈路，通道A變?yōu)檗D(zhuǎn)換器0 （M0），而通道 B 變?yōu)檗D(zhuǎn)換器 1 （M1），這意味著 M 的值變?yōu)?2。此設(shè)置的總線速為

將其與AD9680在1 GSPS下的采樣進行比較，但在本例中，在復雜（I/Q）設(shè)置中使用兩個數(shù)字下變頻器。圖2所示為AD9680，其中使用數(shù)字下變頻器將1 GSPS采樣的數(shù)據(jù)抽取<>倍。這會產(chǎn)生輸出采樣率 （F外） 的 250 MSPS。

圖2.設(shè)置AD9860-1000時，兩個DDC設(shè)置為抽取4。

從圖2可以清楚地看出，AD9680使用內(nèi)部片內(nèi)數(shù)字下變頻器可以有效降低采樣速率。由于每個DDC輸出一個16位流，因此實際（物理）轉(zhuǎn)換器位流現(xiàn)在與JESD204B字母湯的“M”參數(shù)解耦。根據(jù)標準，M 是每個鏈路的轉(zhuǎn)換器數(shù)量。在修改后的方案中，M 現(xiàn)在成為稱為虛擬轉(zhuǎn)換器的參數(shù)。盡管AD9680實際上只有兩個ADC通道（A和B），但DDC處于復數(shù)輸出模式時，現(xiàn)在有四個不同的（16位）數(shù)據(jù)流連接到JESD204B接口。對于JESD204B接口，現(xiàn)在看起來有四個（虛擬）轉(zhuǎn)換器發(fā)送位流。因此，M = 4或轉(zhuǎn)換器乘法行為。在這種情況下，輸出線速率變?yōu)?/p>

AD9680的JESD204B接口的靈活性在這里變得顯而易見，因為根據(jù)接收邏輯（ASIC或FPGA）的線速可接受性，現(xiàn)在有兩種選擇。表1顯示了圖204所示AD9680設(shè)置中JESD2B接口的可用選項。

表 1.AD9680 ADC的JESD204B輸出接口的配置選項

對于像AD9680這樣具有四個DDC的雙通道ADC，表2顯示了可用于各種配置的虛擬轉(zhuǎn)換器映射。

表 2.AD9680 ADC的JESD204B輸出接口的配置選項