电子发烧友网报道(文/李宁远)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,TI)
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,TI)
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,ADI)
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,ADI)
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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