新的16位50Msps DAC

新的LTC1668是一个16位，50Msps，差分电流输出DAC具有卓越的交流和直流性能。大于87dB的无杂散动态范围(SFDR)， 4pV-s的故障脉冲，18ns满量程稳定时间(至0.1%)和1LSB DNL和3LSB INL(典型)提供了交流和直流规格的最高组合。LTC1668是引脚兼容系列的一部分，该系列包括14位LTC1667和12位LTC1666。

框图及功能

参考图1,LTC1668具有16位并行输入，内部参考和差分10mA满量程电流输出。它在±5V电源上运行，功耗为180mW。DAC包含一组电流源，通过NMOS差分电流开关转向I(OUTA)或I(OUTB)。四个最高有效位(DB15-DB12)被分割成15个相等的电流。较低的位(DB11-DB0)使用电流缩放和差分电阻衰减器阶梯的组合进行二进制加权。

DAC有一个内部2.5V基准。满量程DAC输出电流I(OUTFS)由REFOUT和I(REFIN)之间的电阻R(set)设定。(对于10mA的I(OUTFS)， R(SET)为2k。)

数字输入可以接受来自3V或5V逻辑的CMOS电平，并且可以以高达50Msps的频率进行时钟处理。它们锁存在时钟输入CLK的上升沿上。

差动电流输出符合范围为±1V，可用于单端或差动配置。输出可以通过电阻长、变压器耦合或使用运放电流-电压转换器转换成电压。

最佳交流和频域性能

LTC1668提供了目前最好的频域性能。它擅长处理满量程的单音和多音信号，甚至处理降幅信号。

单音无杂散动态范围(SFDR)

图2显示了用于LTC1668的交流特性设置。图3显示了50Msps单音SFDR，输出信号为1MHz。信号幅度为0dBFS(即满量程数字正弦波)，双端接输出输出电平为-8.25dBm。87dB的SFDR是业内最好的。

图4显示了各种采样率和输出频率下单音SFDR与输出频率的关系。从图中可以看出，在低频率下可以实现大于90dB的sfdr。SFDR随输出频率滚动，但在5MHz输出时优于80dB，在20MHz输出时优于70dB。

二音无杂散动态范围(SFDR)

图5显示了DAC在50Msps下的性能如何，在4.9MHz和5.1MHz产生两个音调，每个音调具有半标度数字正弦波幅度(-6dBFS)。按照惯例，复合信号幅度称为0dBFS信号，SFDR相对于-6dBFS音调测量。在1MHz的输出范围内，SFDR为86dB，其中包括三阶互调积。

四音SFDR

移动到图6中的四音测量，我们有5MHz, 6.5MHz, 11MHz和12.5MHz的音调，每个音调都有四分之一尺度的数字正弦波幅度。在相同的50Msps速率和更高的输出频率和18MHz测量带宽的更严格的条件下，SFDR是74dB，相对于任何-12dBFS音调。采用图6中使用的相同数字波形，并将时钟速率降低10倍(至5Msps)，我们看到图7的结果，其中SFDR相对于任何-12dBFS音调提高到84dB。这使得最坏的杂散为96dB，低于DAC的满量程0dB。

降低输出幅度的SFDR

在过去，通过降低DAC的满量程输出电流来使用DAC作为增益控制是很常见的。图8显示了满量程输出电流减小的SFDR。作为该方法的替代方案，LTC1668的16位分辨率允许在数字域中进行衰减。图9显示了数字正弦波幅度减小后的SFDR。对比图8和图9，我们可以看到，满量程电流(2.5mA I(OUTFS))降低12dB，在2.5MHz时的SFDR为83dB，但SFDR会随着输出频率的增加而下降。另一方面，数字信号幅度减少12dB会导致SFDR在低频时略低(2.5MHz时78dB)，但在10MHz时几乎保持平稳，比减少I(OUTFS)的情况要好得多。

DC和时域性能

由于其良好的线性度，快速的稳定时间和低故障，LTC1668在需要良好的直流和时域性能的应用中也表现出色。

1LSB DNL和3LSB INL

LTC1668除了速度快之外，还是一款精度高的DAC。它使用精密的双极晶体管和激光修整的薄膜电阻器(与竞争对手的CMOS器件相比，这是独一无二的)。图10和11显示了DAC的高级INL和DNL。

故障

图12显示了I(OUTA)和I(OUTB)上的单端故障脉冲。故障脉冲在任何一个输出上都是15pV-s，差异很小。图13显示了小于4pV-s的差分输出故障脉冲。

全尺寸阶跃响应

对于波形生成应用，LTC1668的快速稳定时间是理想的。图14显示了每个输出(I(OUTA)和I(OUTB))的全尺寸调整。图15显示了差分沉降时间，也是18ns。差分沉降时间至0.1%为18ns。

结论

LTC1668为新型通信和仪器仪表应用提供最高级别的AC和DC性能。因此，它应该是新设计的DAC的选择。