摘要: 介绍用于宽带多音通信传输信道的125-MSPS 10位、12位和14位高性能dac。
AD9754、AD9752和AD9750是14位、12位和10位宽带、高性能、低功耗CMOS数字转换器,工作电源为+ 5v。它们提供卓越的交流和直流性能,同时支持高达125 MSPS的更新速率。这三款产品都有相同的接口选项,28引脚TSSOP或0.3英寸小轮廓封装,引脚与第一代AD976x系列相同[dialog 30- 3,1996, pp. 3-5]。这允许基于性能、分辨率和成本的高度灵活的向上或向下选择路径。
这些dac是电流输出;它们具有标称20 ma满量程输出,源阻抗为100 kw,符合范围为1.25 v。输出是差分的,以支持差分或单端应用。该器件包括一个内部1.20 v基准和一个控制放大器,可以设置输出满量值,从2 mA到20 mA,以节省电力,提供20 dB的输出灵活性。它们具有190 mW的低功耗,在2 ma输出端可降至65 mW,在断电模式下仅为20 mW。它们配备边缘触发锁存器,数字接口兼容CMOS(+2.7至5.5 V)
新兴的无线/有线通信标准(宽带、多载波)要求降低失真和噪声,以提高系统容量和信号质量。调制解调器/收发器传输链(TxDAC)中的D/A转换器是基本的信号发生器;它定义了通信系统中可用的最终性能。之后的一切——功率放大器、天线、传输介质和接收器前端——只会导致数字定义信号的退化,最终结果永远不会比TxDAC最初提供的效果更好。
AD975x系列专为宽带CDMA、软件/多载波基站、无线本地环路riu、无线局域网、宽带机顶盒和xDSL调制解调器等应用而设计,这些应用利用宽信号带宽在所需介质上传输大量数据。25mhz频段的关键指标,如68 dBc SFDR(无杂散动态范围)和-65 dBc THD(总谐波失真),比AD976x系列提高了8至10 dB,同时在-109 dB时集成本底噪声降低了9 dB。
AD975x dac的工作温度范围为-40°C至+85°C。评估板可用。
高速dac的频域性能传统上是通过分析重构满量程(即0 dB FS)单音正弦波在特定输出频率和更新速率下的频谱输出来表征的。虽然这些表征数据很有用,但通常不足以反映DAC在重建多音或扩频波形中的性能。事实上,使用带限波形的最高指定频率(即f(H))的满量程单音来评估DAC的频谱性能通常表明DAC在该给定波形下的“最坏情况”性能。在时域中,满量程正弦波表示带限信号将遇到的最低峰对有效值波峰因子(即V(PEAK) / V(RMS))。
然而,与简单的正弦波相比,多音、扩频或QAM波形的固有性质(其中波形的频谱能量分布在指定的带宽上)将导致更高的峰值-有效值比。随着重构波形的峰均比的增加,越来越多的信号能量集中在DAC的中量程值附近。图2只是一个以奈奎斯特带宽的一半(即f(CLOCK) / 4)为中心的带限多音矢量(即8个音)的例子。
这个特殊的多音矢量的峰值与均方根比为13.5 dB,而正弦波的峰值与均方根比为3 dB。这意味着DAC必须能够处理波形,其中大部分信息是在低电平携带,以便能够处理大的瞬时峰值而不削波。重构的多音矢量在时域内的“快照”如图3所示,显示了中量程值周围密集的信号内容。因此,DAC的“小规模”动态和静态线性度对于获得低互调失真和保持给定调制方案的足够载波噪声比变得越来越重要。
在增益控制或“预失真”信号调理需要加性动态范围的应用中,DAC的小范围线性性能也是一个重要的考虑因素。例如,具有足够动态范围的DAC可用于为其重构信号提供额外的数字控制变化。实际上,增益可以通过简单地在DAC的数字输入字上执行左移或右移来控制在6 db的增量。一个应用可能是有意地对DAC的输入信号进行预失真,以补偿与信号链中相关的非线性。例如,与功率放大器相关的信号压缩可以通过使用功率放大器的逆非线性传递函数对DAC的数字输入进行预失真来补偿。由于DAC必须在高输出电平下适应增加的增益,因此应仔细评估DAC在低信号电平下的性能。
全量程单音将诱发DAC中存在的所有动态和静态非线性,从而导致其失真;畸变分量将降低其SFDR(无杂散动态范围)。因此,在图4中,随着数字生成的单音波形频率的增加,DAC(这里是AD9754)的动态线性倾向于占主导地位,从而有助于随着频率的增加而大幅降低SFDR。
然而,与绝大多数采用R-2R阶梯进行低比特电流分割的dac不同,AD9754(和其他txdac)实际上表现出失真性能的改善,因为单音的幅度从满量程水平降低。图5的SFDR图显示了在降低信号电平时失真的降低,该图显示了65-MSPS采样率下,在0、-6和-12 dB电平下的典型SFDR与频率的关系。在DAC传递函数的整个范围内保持这种体面的“小规模”线性对于保持出色的多音性能至关重要。
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