DAC38RF85 14 位、9GSPS、6x-24x 插值、6 和 9 GHz PLL 数模转换器技术手册

DAC38RFxx 是一系列高性能、双通道/单通道、14 位、9GSPS 射频采样数模转换器 （DAC），能够合成 0 至 4.5 GHz 的宽带信号。高动态范围使 DAC38RFxx 系列能够为各种应用生成信号，包括用于无线基站和雷达的 3G/4G 信号。

这些器件具有低功耗JESD204B接口，具有多达 8 个通道，最大比特率为 12.5 Gbps，允许每通道 1.25 GSPS 复合的输入数据速率。DAC38RFxx 每个通道提供两个数字上变频器，并具有多种插值速率选项。数字正交调制器具有独立的频率灵活 NCO，可支持多频段作。可选的低抖动PLL/VCO允许使用较低频率的基准时钟，从而简化了DAC采样时钟的生成。
*附件：dac38rf85.pdf

特性

• 14 位分辨率
• 最大DAC采样率：9 GSPS
• 主要规格：
  • 2.1 GHz 时的射频满量程输出功率：
    • DAC38RF80/90/84：0 dBm
    • DAC38RF83/93/85：3 dBm（带 2：1 巴伦）
  • 频谱性能（片上PLL，DIFF）：
    • fDAC = 5898.24 MSPS，fOUT = 2.14 GHz
      • WCDMA ACLR：75 dBc
      • WCDMA alt-ACLR：77 dBc
    • fDAC = 8847.36 MSPS，fOUT = 3.7 GHz
      • 20 MHz LTE ACLR：63 dBc
    • fDAC = 9 GSPS，fOUT = 1.8 GHz
      • IMD3 = 70 dBc（–6 dBFS，10 MHz音调间隔）
      • NSD = –157 dBc/Hz
• 每个DAC的双频数字上变频器
  • 6、8、10、12、16、18、20 或 24 倍插值
  • 4 个独立的 NCO，分辨率为 48 位
• JESD204B 接口，子类 1
  • 支持多芯片同步
  • 最大通道速率：12.5 Gbps
• 单端输出，带集成巴伦 （DAC38RF80/90/84），覆盖 700 MHz 至 3800 MHz
• 带旁路的内部 PLL 和 VCO
  • fC（VCO） = 5.9 或 8.9 GHz
• 功耗：1.4 至 2.2 W/ch
• 电源：–1.8 V、1 V、1.8 V
• 封装：10 x 10 mm BGA，0.8 mm 间距，144 个焊球

参数

方框图

DAC38RF85 是一款 14 位 9-GSPS 单通道射频采样数模转换器（DAC），集成片内 PLL/VCO 与单频段数字上变频器（DUC），支持 JESD204B 高速接口，采用差分输出设计，专为无线通信、雷达、卫星通信等对带宽、采样速率和动态范围要求严苛的射频应用设计。

核心参数与特性

• 性能规格 ：14 位分辨率，微分非线性（DNL）典型值 ±3 LSB，积分非线性（INL）典型值 ±4 LSB；无杂散动态范围（SFDR）最高 97 dBc，噪声谱密度（NSD）低至 -157 dBc/Hz，WCDMA ACLR 达 75 dBc，20 MHz LTE ACLR 达 63 dBc。
• 采样与输出 ：最大采样率 9 GSPS，支持 8/12/16 位多模式输入；差分满量程输出功率 3 dBm（2.14 GHz 带 2:1 巴伦），输出阻抗 100 Ω（差分），输出合规范围 1.3-2.3 V，全量程输出电流 10-40 mA 可调。
• 信号处理 ：内置单频段 DUC，支持 6-24 倍可编程插值滤波，阻带抑制 ≥90 dB；集成 4 个独立 48 位数控振荡器（NCO），支持复杂基带信号上变频，覆盖 0-4.5 GHz 宽带信号合成。
• 接口与供电 ：JESD204B 子类 1 接口，最多 8 通道，单通道速率最高 12.5 Gbps；供电电压包括 -1.8 V（VEE18N）、1.0 V（模拟 / 数字核心）、1.8 V（外设），典型功耗依工作模式为 2195-4894 mW。
• 封装与环境 ：144 引脚 FCBGA 封装（10.00mm×10.00mm），工作温度范围 -40°C 至 +85°C，结温最高 150°C，ESD 防护等级 HBM ±1000V。

关键功能说明

• 信号处理能力 ：单频段 DUC 支持灵活插值配置，搭配 sin (x)/x 补偿滤波器，可优化信号频率响应；48 位 NCO 支持相位相干跳频，频率与相位可精准编程，适配多载波信号生成需求。
• 高速接口与同步 ：JESD204B 接口支持多芯片同步，SYSREF 信号实现确定性延迟；支持单链路配置，链路故障时可独立重启，保障工作稳定性。
• 片内 PLL/VCO ：集成低抖动 PLL 与双 VCO（中心频率 5.9 GHz/8.85 GHz），支持外部低频率参考时钟生成高采样率时钟，VCO 频率范围可通过寄存器配置，适配不同射频频段。
• 功耗与保护控制 ：支持正常、待机、关断多种工作模式，关断功耗低至 208 mW；集成功率放大器保护（PAP）模块，可监测输入信号功率并自动衰减输出，避免过载；内置温度传感器与完善告警机制，覆盖链路错误、PLL 失锁等场景。
• 测试与校准 ：支持 PRBS 图案测试、JESD204B 链路层测试，提供眼图扫描功能；内置偏移补偿电路与 SYSREF 捕获校准机制，可优化多设备同步精度。

典型应用场景

主要用于无线通信系统、通信测试设备、任意波形发生器、军用软件无线电、雷达与卫星通信（SATCOM）、分布式天线系统，适配宽带射频信号生成与高速数据转换需求。

应用设计要点

• 电源配置 ：模拟电源（VDDA1/VDDA18 等）与数字电源（VDDIG1/VDDE1 等）需独立供电，各电源引脚就近配置 0.1 µF 去耦电容，VEE18N 建议最后使能，避免影响其他电源启动。
• 时钟与同步 ：选用低抖动参考时钟（推荐抖动 < 100 fs rms），时钟输入支持差分模式；多芯片同步时需统一 SYSREF 信号，通过寄存器配置相位容忍窗口，满足 setup/hold 时序要求。
• 布局与布线 ：射频输出采用 100 Ω 差分共面波导走线，缩短迹线长度并均匀布置接地过孔；SerDes 高速信号线控制阻抗（50 Ω 单端 / 100 Ω 差分），避免锐角弯曲，相邻迹线间保留足够隔离。
• 配置与校准 ：上电后需按 “拉低 TXENABLE → 供电 → 复位 → 配置寄存器 → 启动 SYSREF 同步 → 拉高 TXENABLE” 流程操作；根据应用场景配置插值倍数、NCO 频率与 JESD204B 帧格式，启用 PAP 功能时需设置合理阈值与衰减步长。