当今数字系统和模拟系统已覆盖了生活和工业生产的方方面面,高速adc/dac则是连接数字系统和模拟系统的桥梁和媒介。在前几期文章中,聊到了从adc到隔离式adc的主流产品和性能,而今天的主题,则是与adc对应的,将数字信号转化为模拟信号数字模拟转换器dac。细分一点说,今天聊一聊适用于高带宽系统的高速dac。
高速dac芯片现在依然是命门,如果想要做到高速又低噪声,高可靠性,这是很难的。设计,加工工艺可靠性,材料品质,从头到尾都是考验。高端模拟电路设计,数字芯片设计这块儿国内并不弱,但在高速高精dac上还是有差距。
根据建立时间的长短,可以将dac分成超高速(<1μs)、高速(10~1μs)、中速(100~10μs)、低速(≥100μs)几档。建立时间是指输入的数字量发生满刻度变化时,输出模拟信号达到满刻度值的±1/2lsb所需的时间,是描述d/a转换速率的一个动态指标。电流输出型dac的建立时间短。电压输出型dac的建立时间主要决定于运算放大器的响应时间。
ti 高速dac
ti的高速dac产品系列很多,这里主要挑选分辨率12位以上的系列来做分析。
dac38rf82是高性能的宽带宽型射频采样数模转换器,能够实现高达3.33gsps的双通道输入数据速率,或者高达9gsps的8位单通道运行状态。该器件具有一个多达8通道的低功耗jesd204b接口,最大比特率为12.5gbps。
在双通道运行状态下,该系列的无插值时输入接口数据速率高达3.33gsps(12位分辨率)和2.5gsps(16位分辨率)。无论是在16位还是12位,该系列的输入速率都极为可观,市面上几乎没有比这个速度还快的同类产品。
当用作具有2x24x插值模式的复合基带发送器时,dac38rf82可以合成具有16位输入分辨率,且高达2ghz带宽的宽带信号和具有12位输入分辨率的 2.66ghz带宽的宽带信号。
在8位模式,该系列获得9gsps的最大dac采样率输入,并可合成0至4.5ghz的宽带信号。
另外,该系列的差分输出支持直流耦合,射频满量程输出功率在2.14ghz 时为3dbm。从分辨率对应的速度来看,该系列每个档位的分辨率下都有世界领先的输入速率。
dac39j82 是一款具有jesd204b接口的低功耗、16位、双通道、2.8gsps采样速率的数模转换器,最大输入数据速率为1.4gsps。
数据通过运行速率高达 12.5gbps 的 1、2、4 或 8 条可配置串行jesd204b信道输入到器件中,通过基jesd204b的确定性延迟,实现多个器件的完全同步。dac39j82中内置了具有 48 位数值控制振荡器 (nco),可以准确且灵活地放置载波信号。
低功耗则体现在该芯片在最大采样速率2.8gsps运行时,功耗仅为1.1w。在做到高精度,多信道的同时也将功耗降了下来,在工艺方面也采用了成熟节点的cmos工艺。高工艺水平和产品的高性能,这些国际大厂的标杆dac在高端应用方面目前目前仍呈垄断局面。
adi 高速dac
adi公司的高速dac同样覆盖了宽带射频、中频信号处理和通用基带全类别。在工艺上adi目前已经做到了28 nm 的cmos技术。cmos的技术推动让dac在带宽、功耗和动态范围上又有了新的突破,信号频段数也覆盖得更广。
ad9177是adi最新推出的具有宽带信道选择器的支持四路、16 位、12 gsps高速dac。该新品支持多达八个基带通道,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 数据接收器端口,配合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。值得一提的是该系列,可以绕过dsp数据路径来允许数据接收器端口和dac内核直接连接。
adi9177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。在高速采样下,这个序列配置了多种辅助功能,如直接数字合成和快速跳频、片内温度监控以及tdd节能等。并且在jesd204c下,与最大24.75 gbps的通道速率兼容。
ad9174是一款高性能、双通道、16位数模转换器(dac),支持高达12.6 gsps的dac采样速率。低功耗,双路dac设计是这个双通道系列的亮点,保证器件降低更高带宽和多通道应用中的功耗的同时保持性能。
高达3.08 gsps的复数数据速率且具有16位分辨率,以及高达4.1 gsps的复数数据速率且具有12位分辨率。ad9174也可以配置为双通道dac,每个dac以之前所述的数据速率在独立的jesd204b链路中工作。另外,启用超宽带宽单通道dac模式,将支持高达6.16 gsps的数据速率且具有16位分辨率。
小结
简单的从市场份额来比较adi和ti没有太大的意义,就产品线而言,ti更全一些,adi则在数模转换上更精。在adi收购美信后,ti和adi的对抗越来越精彩,这两家公司在模拟方面的产品线重合竞争也会更加明显。
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