DAC38RF86技术手册

DAC38RF86/96 是一系列高性能、双通道、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。DAC38RF87/97 还是一个高性能、双通道、14 位、6GSPS 射频采样数模转换器 （DAC） 系列，能够合成 0 至 3 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。集成了符合GSM标准的低相位噪声PLL/VCO，通过允许使用较低频率的参考时钟来简化DAC采样时钟的生成
*附件：dac38rf86.pdf

特性

• 14 位分辨率
• 最大DAC采样率：
  • 9.0 GSPS（DAC38RF86、DAC38RF96）
  • 6.2 GSPS（DAC38RF87、DAC38RF97）
• 主要规格：
  • 2.1 GHz时的RF满量程输出功率：0 dBm
  • 光谱性能，DAC38RF87/97
    • f DAC的 = 5898.24 毫秒，f 外 = 2.14 吉赫
      • WCDMA ACLR：73 dBc
      • WCDMA alt-ACLR：77 dBc
  • 光谱性能，DAC38RF86/96
    • f DAC的 = 8847.36 毫秒，f 外 = 3.7 吉赫
      • 20 MHz LTE ACLR：66 dBc
    • f DAC的 = 9 GSPS，f 外 = 1.8 GHz，–6 dBFS
      • IMD3 = 70 dBc（10 MHz音间距）
• 每个DAC的双频数字上变频器
  • 6、8、10、12、16、18、20 或 24x 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，集成巴伦，覆盖700 MHz至3800 MHz
• 内部 PLL 和 VCO
  • DAC38RF86/96：f C（VCO） = 8.85 吉赫
  • DAC38RF87/97： f C（VCO） = 5.90 吉赫
• 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

DAC38RFxx 是德州仪器推出的双通道 14 位高速射频采样数模转换器（DAC）系列，包含 DAC38RF86/96（最高 9 GSPS）和 DAC38RF87/97（最高 6.2 GSPS）两个子系列，集成 JESD204B 接口、数字上变频器（DUC）及低相噪 PLL/VCO，专为宽带无线通信、雷达、卫星通信等高频高动态范围场景设计。

一、核心基础信息

（一）核心定位与关键参数

• 分辨率与采样率：14 位分辨率，DAC38RF86/96 最大采样率 9 GSPS，DAC38RF87/97 最大 6.2 GSPS，支持单 / 双通道配置。
• 关键性能：2.1 GHz 输出时满量程功率 0 dBm；WCDMA 邻道功率比（ACLR）最高 77 dBc，20 MHz LTE ACLR 最高 75 dBc；3 阶互调失真（IMD3）低至 70 dBc，噪声谱密度（NSD）最优可达 -171 dBc/Hz。
• 工作环境：工业级温度范围 -40°C 至 85°C，结温最高 150°C；ESD 防护 HBM ±1000 V、CDM ±250 V。

（二）封装与引脚

• 封装类型：144 引脚 FCCSP（AAV 封装），尺寸 10 mm×10 mm，含热焊盘需接地优化散热。
• 引脚功能：包含双路单端模拟输出（VOUT1/2）、差分时钟输入（DACCLK±）、8 路 CML SerDes 输入（RX0-7±）、SPI 控制引脚（SCLK/SDIO/SDEN/SDO）及 JESD204B 同步引脚（SYSREF±、SYNC0-1±），支持多芯片同步与电源域独立供电。

二、核心特性与功能模块

（一）射频与模拟前端

• 输出特性：集成巴伦，支持 700 MHz-3800 MHz 宽频输出，单端 50 Ω 负载匹配；满量程输出电流 10-40 mA 可编程，通过 RBIAS 电阻精准设定。
• 时钟与 PLL：内置低相噪 PLL/VCO，DAC38RF86/96 VCO 中心频率 8.85 GHz，DAC38RF87/97 为 5.9 GHz；支持外部时钟直接驱动或 PLL 倍频，PFD 频率最高 550 MHz。

（二）数字上变频器（DUC）

• 插值与调制：每通道集成双波段 DUC，支持 6/8/10/12/16/18/20/24 倍插值，阻带抑制 90 dB；4 个独立 48 位 NCO，支持相位相干跳频与多波段信号合成。
• 信号优化：内置 sin (x)/x 补偿滤波器、逆 sinc 滤波器，支持多 DUC 信号求和，可实现 4 路 DUC 信号叠加输出。

（三）JESD204B 接口与同步

• 接口性能：Subclass 1 兼容，最多 8 路 SerDes lane，单 lane 速率最高 12.5 Gbps，支持 8b/10b 编码与扰码。
• 同步能力：支持 SYSREF 信号实现多芯片确定性延迟同步，内置相位容忍窗口与偏移校准，同步误差可软件补偿。

（四）控制与防护功能

• 控制接口：SPI 接口支持 3 线 / 4 线模式，可配置寄存器超过 100 个，涵盖时钟、DUC、JESD204B 等全功能参数。
• 防护与监测：集成功率放大器保护（PAP）模块，监测输入信号功率防止过载；内置温度传感器与多类告警（链路错误、PLL 失锁、FIFO 溢出等）。

（五）电源与功耗

• 供电需求：支持 1 V、1.8 V、-1.8 V 多电源域，模拟域与数字域独立供电减少干扰。
• 功耗表现：单通道工作时功耗 1.4-2.2 W/ch，掉电模式功耗低至 208 mW，支持时钟、DAC 核心等分区睡眠控制。

三、应用场景与设计要点

（一）典型应用

• 无线通信：多模基站、LTE/5G 发射机、通信测试仪器；
• 国防与航天：相控阵雷达、电子战设备、卫星通信（SATCOM）；
• 通用高频：任意波形发生器、宽带射频发射系统。

（二）设计关键要点

• 电源与去耦：各电源域需就近并联 0.1 μF 陶瓷电容 + 钽电容去耦，模拟地与数字地单点连接，-1.8 V 电源建议最后使能。
• 布线要求：射频输出采用 50 Ω 共面波导，SerDes 信号线长度匹配（ skew ≤320 ps）；时钟路径阻抗匹配 100 Ω，远离数字干扰源。
• 同步配置：多芯片同步时需统一 SYSREF 时钟源，通过寄存器配置相位容忍窗口，优化同步精度。

四、封装与订购信息

• 封装规格：144 引脚 FCCSP（AAV），引脚镀层为 SNAGCU，符合 RoHS 标准，MSL 等级 3（260°C 峰值回流，168 小时暴露）。
• 订购型号：核心型号包括 DAC38RF86IAAV（托盘 168 片）、DAC38RF87IAAVR（卷带 1000 片）等，工作温度均为 -40°C 至 85°C，产品标记对应型号后缀。