Texas Instruments AFE7954四通道射频采样数模转换器（DAC）是一款高性能、宽带宽四通道射频采样DAC。该器件的工作频率高达12GHz，能够在L、S、C和X波段频率范围内进行直接RF采样。此功能无需额外频率转换级即可实现。其灵活性和密度的提高可实现高通道数、多任务系统。

数据手册：*附件：Texas Instruments AFE7954四通道射频采样DAC数据手册.pdf

信号路径支持插值和数字上变频选项，从而为四个DAC（TX）提供高达1200MHz的信号带宽，或者为两个DAC提供高达2400MHz的信号带宽。DUC的输出驱动一个12GSPS DAC（数模转换器），通过混合模式输出选项增强在第二奈奎斯特区的运行。Texas Instruments AFE7954的DAC输出包括一个具有40dB范围以及1dB模拟和0.125dB数字步进的可变增益放大器（TX DSA）。

特性

• 四通道RF采样12GSPS发送DAC
• 最大RF信号带宽
  • 4TX：1200MHz
  • 2TX：2400MHz
• 射频频率范围：600MHz至12GHz
• 数字步进衰减器（DSA）
  • TX: 40 dB范围, 0.125 dB步
• 单频带或双频带DUC
• 每个TX 16个NCO
• DAC的可选内部PLL/VCO或DAC采样率的外部时钟
• SerDes数据接口
  • 兼容JESD204B和JESD204C
  • 8个高达29.5Gbps的SerDes收发器
  • 子类1多器件同步
• 封装：17mm×17mm FCBGA，0.8mm脚距

功能框图

AFE7954四通道射频采样DAC技术解析与应用指南

一、产品概述

AFE7954是德州仪器(TI)推出的一款高性能四通道射频采样数模转换器(DAC)，采用先进的12GSPS采样技术，支持直接射频采样输出频率高达12GHz。该器件在17mm×17mm的FCBGA封装中集成了完整的四通道发射链，每通道包含数字上变频器(DUC)、12位DAC和数字步进衰减器(DSA)，为高密度射频系统提供了高度集成的解决方案。

二、关键特性

2.1 射频性能

• ‌超高采样率‌：12GSPS DAC采样率
• ‌宽频率范围‌：支持600MHz至12GHz的直接射频输出
• ‌灵活带宽配置‌：
  • 四通道模式：最高1200MHz信号带宽
  • 双通道模式：最高2400MHz信号带宽
• ‌高动态范围‌：SFDR达88dBc@1.8GHz

2.2 数字处理特性

• ‌ 数字上变频(DUC) ‌：支持单/双波段操作
• ‌ 数控振荡器(NCO) ‌：每通道16个独立NCO
• ‌ 数字步进衰减器(DSA) ‌：
  • 40dB衰减范围
  • 0.125dB步进精度
  • ±1°相位匹配精度

2.3 接口与时钟

• ‌高速数据接口‌：
  • JESD204B/C兼容
  • 8个SerDes接收器，速率高达29.5Gbps
• ‌灵活时钟选项‌：
  • 内部PLL/VCO或外部时钟输入
  • 支持Subclass 1多设备同步

三、应用领域

3.1 雷达系统

AFE7954的高采样率和宽带宽特性使其成为相控阵雷达系统的理想选择，特别适用于：

• 军用警戒雷达
• 气象雷达
• 自动驾驶雷达

3.2 电子战与通信

• 战术通信系统
• 电子对抗设备
• 卫星通信地面站

3.3 测试测量

• 无线通信测试仪
• 雷达信号模拟器
• 宽带信号发生器

四、架构设计

4.1 信号链架构

每通道包含完整的信号处理链：

1. ‌数字处理‌：DUC支持24x/48x/96x插值
2. ‌数模转换‌：12位12GSPS DAC核心
3. ‌模拟输出‌：混合模式输出增强二次奈奎斯特区性能
4. ‌增益控制‌：40dB DSA提供精确的功率控制

4.2 关键电路模块

• ‌时钟子系统‌：集成PLL/VCO，支持7.2-12.08GHz频段
• ‌电源管理‌：多电压域设计(0.9V/1.2V/1.8V)
• ‌数据接口‌：JESD204B/C兼容SerDes

五、性能参数详解

5.1 发射通道性能

参数	测试条件	典型值
输出功率	850MHz, -0.5dBFS	4.2dBm
IMD3	850MHz, 双音-7dBFS	-66dBc
SFDR	1.8GHz	79.4dBc
EVM	20MHz LTE信号	0.2%

5.2 时钟性能

• ‌相位噪声‌：
  • 11.8GHz @1MHz偏移：-119dBc/Hz
  • 8.85GHz @1MHz偏移：-120dBc/Hz
• ‌集成相位误差‌：1kHz-100MHz范围内-43.4dBc

六、设计指南

6.1 电源设计

• ‌电源分组‌：
  • 数字核心：0.9V (最高2.7A)
  • 模拟电路：1.2V/1.8V
• ‌去耦建议‌：
  • 每电源引脚10nF陶瓷电容
  • 每组电源6.8μF钽电容

6.2 PCB布局

• ‌关键原则‌：
  • 保持高速信号走线等长
  • 避免射频走线下方铺地
  • SerDes走线阻抗控制100Ω差分
• ‌热设计‌：
  • 结到环境热阻：16.2°C/W
  • 推荐使用散热焊盘

6.3 时钟设计

• ‌参考时钟‌：
  • 输入频率：100-500MHz
  • 电平：0.6-1.8Vpp差分
  • 必须采用AC耦合
• ‌SYSREF时序‌：
  • 建立时间：50ps
  • 保持时间：50ps