15年后的又一力作:解读凌力尔特16位、25Gsps DA

2019-03-06 15:30字体:
  

  我们先来回顾一下凌力尔特上一代高速DAC的代表LTC1668的一些情况。LTC1668是一款16位、50Msps差分电流输入DAC,采用内含激光切削薄膜电阻的高性能BiCMOS工艺。它曾是市场上首例能为1MHz输出信号频率表现出87dB SFDR的16位DAC。LTC1668工作于±5V电源,经设置后可提供10mA的全量程输出电流。要查阅LTC1668的数据表,请点击本文下面的附件。

  我们知道,凌力尔特是生产高端模拟与混合信号芯片的厂商,其产品往往具有市场可得器件的最佳性能,满足业界对器件的最高性能要求。与数字技术相比,模拟技术的发展相对缓慢。在某些领域,DAC性能已经成为行业发展的瓶颈,比如通信、仪表、雷达和自动测试设备制造领域。

  在有线和无线通信领域,由于有限的可用带宽,DAC的非理想特性限制了通信设备的性能。通信厂商希望DAC能具备更好的杂散性能、更高的线性度和更大的带宽。而对于仪表、雷达和自动测试设备 (ATE),设备性能必需优于被测器件(DUT),而DAC的规格指标往往决定了系统性能,所以厂商希望DAC具备更高的频谱纯度、更高的精度和准确度。新器件LTC2000在这些指标方面皆有突破。

  所谓杂散就是不想要的信号。器件的杂散性能通过无杂散动态范围(SFDR)来评估,如图2所示。LTC2000 拥有业界最高的 SFDR 性能。与其他的 DAC 不同,LTC2000 卓越的 SFDR 指标可在高达 1GHz 频率条件下得以保持,如图3所示。

  DAC 线性度可利用双音互调失真(IMD)来量化。DAC需要产生两个音调,但由于DAC的非线性或失真,它会出现了更多的音调,如图4所示。DAC的非线性会导致通道间的干扰,而高IMD可降低这种干扰,可最大限度地缩小通道间的距离,从而高效地利用可用带宽,如图5所示。LTC2000在1GHz以内具有卓越的线所示。

  高频谱纯度依赖于高SFDR、高线性度和优良的相位噪声。相位噪声会损害 DAC 输出,引起通道干扰,限制系统的效率。理想的DAC应该输出频率单一的音调,但附加相位噪声会导致音调加宽,如图7所示。在在雷达和ATE应用中相位噪声会干扰关键的近载波信号。多普勒雷达依赖于分辨近载波信息。入射的音调会被大幅衰减并以一个小的频移反射,这就是所谓的多普勒频移。良好的相位噪声有助保存反射音调中的关键信息。如果相位噪声过大,那么入射音调就会与反射音调重合,使雷达无法感测被测物体(图8)。LTC2000 是一款独特的 DAC,它具有罕见的低附加相位噪声(图9),其数据表明确地示出了该参数,而大多数同类竞争器件隐瞒该参数。

  LTC2000 能够以每秒25亿个字的速率接受数据,实现了超过1GHz的瞬时带宽(图10),非常适合于直接RF合成。

  LTC2000可接受16位宽的数据(在2.5Gsps采样率下)。16位分辨率可提供出色的精度。如果以较慢的速度运行,则LTC2000-16可抑制量化噪声以保持高精度。

  LTC2000具有极佳的高频性能和出色的低频参数,即使在苛刻的16位分辨率水平下其积分非线性误差(INL)指标也是世界级的,超过了那些速度慢得多的DAC,所有这些使得LTC2000 成为市场上最准确的高速DAC。

  凌力尔特公司为这个性能优异的DAC准备了一个演示评估系统。该系统可通过USB连接至 PC,采用由Altera公司提供的Stratix IVFPGA芯片,并带有免费的图形用户界面(GUI)LTDACGen。

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