DAC38RF80 系列技术文档核心总结

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：dac38rf80.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

DAC38RF80 系列是德州仪器推出的 14 位高速射频采样数模转换器（DAC）家族，包含 DAC38RF80/83/84/85/90/93 型号，最大采样率达 9 GSPS，集成 JESD204B 接口、片上 PLL/VCO 及多波段数字上变频器（DUC），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，最大采样率 9 GSPS，支持单 / 双通道配置（部分型号为单通道）。
• 关键性能：2.1 GHz 输出时，单端输出型号（如 DAC38RF80/90/84）满量程功率 0 dBm，差分输出型号（如 DAC38RF83/93/85）达 3 dBm；WCDMA ACLR 最高 77 dBc，20 MHz LTE ACLR 最高 73 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 FCBGA（AAV 封装），尺寸 10 mm×10 mm，含热焊盘需接地优化散热。
• 引脚功能：包含模拟输出（单端 / 差分）、差分时钟输入（DACCLK±）、8 路 CML SerDes 输入（RX0-7±）、SPI 控制引脚、JESD204B 同步引脚（SYSREF±、SYNC0-1±）及多组电源域引脚，支持独立供电与多芯片同步。

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，单端输出阻抗 50 Ω，差分输出阻抗 100 Ω；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，提供 5.9 GHz（低 VCO）和 8.85 GHz（高 VCO）两种中心频率选择；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；支持单 / 双链路配置，双链路模式下可独立维护各通道链路。

（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 100 个，涵盖时钟、DUC、JESD204B 等全功能参数；支持 IEEE 1500 接口用于高级诊断。
• 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 -1.8 V、1 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 FCBGA（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 DAC38RF80IAAV（托盘 168 片）、DAC38RF83IAAVR（卷带 1000 片）等，不同型号区分单 / 双通道、单端 / 差分输出，工作温度均为 -40°C 至 85°C。