AD9177具有宽带信道选择器的四路、16位、12 GSPS RF DAC技术手册

概述
AD9177 是一款高度集成的套件，具有四个 16 位、12 GSPS 最大采样率、RF 数模转换器 (DAC) 内核，支持多达八个基带通道。该套件非常适合需要宽带 DAC 来处理宽瞬时带宽信号的应用。该套件具有 8 通道、24.75 Gbps JESD204C 或 15.5 Gbps JESD204B 数据接收器 (JRx) 端口、片内时钟乘法器和数字信号处理 (DSP) 数据通路，能够处理宽带或多频带的复杂信号，直接到射频应用、相控阵雷达系统和电子战应用。可以绕过 DSP 数据路径以允许数据接收器端口和 DAC 内核之间的直接连接。

对于直接数字频率合成器 (DDS) 应用，AD9177 可以在没有数据接收器端口的情况下运行，以生成多个不同频率的正弦波信号音。四个过程数字上变频器 (DUC) 中，每个的主要数控振荡器 (NCO) 模块都包含一个 48 位 NCO 和一组 31 个 32 位 NCO，每个 NCO 都有一个独立的相位累加器。类似地，每个过程中的主 NCO 模块和接收数据路径中的精细数字下变频器 (DDC) 包含一组 16 个 48 位 NCO，它们可以循环到发送数据路径中，以便在过程 DUC 和 DAC 输出之前进行处理。结合用于跳频的通用输入/输出 (GPIO) 控制、可预配置的配置文件选择以及使用 SYSREF 输入端口将 NCO 同步到通用触发器的能力，该组允许在多个套件同步或在操作期间连续调整 NCO 频率的应用中的相位相干快速跳频 (FFH)。
数据表：*附件：AD9177具有宽带信道选择器的四路、16位、12 GSPS RF DAC技术手册.pdf

应用

• 无线通信基础设施
• 微波点对点、E 频段和 5G 毫米波
• 宽带通信系统
• DOCSIS 3.1 和 4.0 CMTS
• 相控阵雷达与电子战
• 电子测试和测量系统

特性

• 灵活的可重新配置通用平台设计
  • 4 个 DAC 内核连接到各种 DSP 和旁路数据路径
  • 支持单频段、双频段和多频段
  • 数据路径和 DSP 模块可完全绕过
  • 具有多芯片同步功能的片内 PLL
    • 片外 PLL 的外部 RFLK 输入选项
• 最大 DAC 采样率高达 12 GSPS
• 使用 JESD204C 的最大数据速率高达 12 GSPS
• 可用的模拟带宽高达 8 GHz
• 12 GSPS 时的 DAC 交流性能
• 满量程输出电流范围：6.43 mA 至 37.75 mA
• 双信号音 IMD3（每个音调 −7 dBFS）：−78.9 dBc
• 3.7 GHz 时，NSD，单信号音：−155.1 dBc/Hz
• 3.7 GHz 时，SFDR，单信号音：−70 dBc
• 多种数字特性
• 可选的插值滤波器
• 可配置或可旁路的 DUC
• 8 个细调复数 DUC 和 4 个粗调复数 DUC
• 每个 DUC/DDC 48 位
• 可选择旁路细调和粗调 DUC
• 每个数据路径的可编程延迟
• 发射 DPD 支持
  • 细调 DUC 通道增益控制和延迟调整
• 辅助特性
• 直接数字合成和快速跳频
• 低延迟环回模式（接收数据路径 NCO 输出可以路由到发送数据路径）
• 功率放大器下游保护电路
• 片内温度监控单元
• 灵活的 GPIO 引脚
• TDD 节能选项
• SERDES JESD204B/JESD204C 接口
• 8 通道 JESD204B/C 接收器 (JRx)
• JESD204B 与最大 15.5 Gbps 的通道速率兼容
• JESD204C 与最大 24.75 Gbps 的通道速率兼容
• 支持实数或复数数字数据（8、12、16 或 24 位）
• 15毫米×15毫米、324 球 BGA，间距 0.8 毫米
  框图
  

时序图

引脚配置描述

工作原理

AD9177是一款高度集成的28纳米射频数模转换器（RF DAC），具有四个16位、12GSPS（每秒十亿次采样）的DAC内核 。DAC内核基于电流分段架构，可提供6.43毫安至37.75毫安的差分输出电流，且具备可调节的裕度。

片上时钟乘法器可用于合成射频DAC和ADC时钟，或者也可使用外部时钟。灵活的发送数字信号处理（TX DSP）路径能够对所需的中频（IF）和射频（RF）信号进行上采样，从而降低所需的接口数据速率，并能与系统带宽要求精准匹配。通道化数据路径支持高效的数据传输，适用于多频段应用，最多可支持八个独特的射频频段。

主数字信号处理（DSP）路径具有对称性，包含四个粗粒度数字上变频器（DUC）模块以及八个细粒度DUC模块。通道化数据路径中的DUC模块包含多个插值级和一个48位数控振荡器（NCO），该NCO支持整数或分数模式运行。每个NCO模块都支持快速跳频功能，并且可以通过通用输入输出（GPIO）进行控制。DUC模块和数据路径完全可旁路，以便实现奈奎斯特操作。

多种辅助DSP功能有助于增强系统集成度。数据路径包括可调节的延迟线，以补偿误匹配通道中的延迟，这可能源于外部精细延迟。数据路径还具备数字增益控制、数模转换调整以及功率放大器（PA）预失真功能，以简化多频段发射器中的数字预失真（DPD）集成。数据路径还具备一些特性，可在时分双工（TDD）应用中降低功耗。所有辅助DSP功能均完全可旁路。

AD9177支持从额外的一组NCO模块进行数字回环，这对于需要在系统校准期间将混频器NCO移至中心频率的应用而言至关重要，有助于维持数据相位一致性。

数据路径上的数据格式可以是实型或复型（IQ），根据所选的JESD204B或JESD204C标准，分辨率可选8位、12位、16位和24位。

八通道JESD204发射器（JRx）端口可用于支持发送数据路径上的高数据传输速率。JRx端口支持JESD204C标准下高达24.75 Gbps或JESD204B标准下高达15.5 Gbps的链路速率。JESD204数据链路层灵活，允许用户根据需要调整通道数（或速率）以匹配目标链路吞吐量。外部对齐信号（SYSREF）可用于同步AD9177，以确保确定的延迟、NCO相位对齐以及多芯片同步。

片上热管理单元（TMU）可用于测量芯片温度，作为热管理解决方案的一部分，以确保系统运行期间具有更好的热稳定性。