初识RF-DAC之第一、二奈域输出

从初中学物理开始，大家都知道，我们的身边随时随地充斥着各种各样的物理信号，声光热力电等等。随着现代科技的发展，出现了各种传感器，比如温度传感器、压力传感器、声电传感器、雷达天线等等。

这些传感器可以把我们身边的物理信号转换成电信号，电子工程师就可以利用这些电信号进行各种组合、运算来满足人类对于各种科技产品的需求，推动工业革命的发展。

那么如何正确地量化各种电信号？这就不得不提到划时代大师——克劳德·艾尔伍德·香农及他的香农定理。

之前我摸过一段时间的高速ADC和DAC，后面有机会给大家分享一些我对这些高速芯片的认知和调试经验，那今天主要针对DAC一些基本概念进行介绍：

1 RF-DAC第一奈域的输出及频响

DAC输出不是连续的模拟波形，而是连续的台阶式直流波形。每一个台阶就是一个采样点，其波形如下图所示：

理想DAC输出波形

脉冲的宽度为1/FS。每个脉冲的频谱是sin（x）/x曲线。这也被称为sinc曲线，理想DAC的频响为：

理想DAC输出频响（归一化到Fs）

其整个第一奈奎斯特域输出的带内平坦度在4dB以内。大部分DA都自带了反sinc滤波器，提高带内平坦度。像某国产的RFDAC，自带11 TAP FIR用于补偿sinc滚降。

RF-DAC理想输出频谱（红）、反SINC函数频谱（蓝）、补偿后的频谱（黄）

使能后，使89%奈奎斯特频率内纹波小于±0.05dB，或80%奈奎斯特频率内纹波小于±0.033dB。

反SINC补偿后的通带纹波

1 RF-DAC第二奈域的输出及频响

DAC第二奈奎斯特域的信号会被sinc包络衰减，信号能量会大大降低。

Mixing mode是一些高速DAC中使用的专有采样模式。在传统的DAC中，使用双开关在每个DAC时钟周期对数据进行采样。在这种开关结构下，每个DAC时钟周期对数据进行两次采样（一次在时钟上升沿，一次在时钟下降沿）。这种技术可以消除双开关结构中与数据相关的交流杂散限制，但由于4个开关的持续切换，在2xFdac处增加了一个杂散和一个具有更多杂散能量的时域信号。

在Mixing mode下，四开关DAC架构又向前推进了一步。在这种情况下，数据不仅在每个时钟周期中被采样两次，而且在下半个时钟周期中被反转，而不是被复制，从而改变了频响，允许在第二和第三奈奎斯特区中生成信号。

mixing mode仿真波形

这样采样保持函数的频域表示会变为：

 

(sin^2 (πf⁄2fs))/((πf⁄2fs))

 

这样在第二奈奎斯特域内的增益是比正常模式高的，并且在带内的响应较为平整。

由于时间和精力有限，今天就简单介绍到这里，各位老铁欢迎在评论区留言讨论，一起学习进步。

　　审核编辑：汤梓红