TI工程师讲解大幅降低功耗的最新4通道16位1.25 GSPS DAC DAC3484
发布时间：2011-4-7 07:04
发布者：嵌入式公社
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德州仪器（TI）最近推出16位1.25 GSPS DAC，将功耗锐降 65%，速度提升25%。TI中国区模拟器件事业部现场应用工程师冷爱国先生相信讲解了该产品的特性、原理和优势。 冷爱国说，我们通常所说的DAC是数字转模拟的转换器，但在应用过程当中，可能不单纯是简单的DAC，实际上里面集成了很多的数字处理功能，比如内插。现在信号带宽流量要求越来越高，比如我们要用手机上网，信号带越来越宽的时候，对于我们DAC数字和模拟之间的接口要求比较高，需要达到很高的速率。DAC内部都集成了内插的功能，输入的数据可以比较低一些，这样来降低对DAC接口的要求。今天介绍的1.25G、16比特的具有业界最高采样率的DAC，主要有三款产品，包括DAC3484、DAC3482和DAC34H84。 DAC3484具有4通道、16倍内插，每通道可以支持312M的速率，可以看到有一个功耗的比较图，这是目前我们看到的最接近我们器件的功耗状况。这是每通道的功耗，可以看到我们的DAC3484功耗在1.25G最高采样率时，功耗也就是300毫瓦。而且能够达到1.25G，具有最高采样率。我们找了一个比较接近的DAC，但是它只有1G的采样率，而且在1G采样率的时候，每通道功耗已经有700毫瓦，而我们只有280毫瓦，所以我们基本上节省了65%的功耗。现在都在讲节能减排，在这种情况下，基站对于功耗的要求非常高，包括一些应用都是这样，所以我们这款产品具有非常大的优势，它的功耗非常低。 
DAC3484与最接近的竞争产品功耗比较 除了功耗之外，DAC3484还有很多其他的优势。它是9×9的QFN封装，非常小。竞争对手同类的封装（2通道的）基本上是12×12，因此DAC3484面积上会小很多，减少了44%。DAC3484是16位交错式输入，数字接口和FPGA或一些专用器件的接口，是4通道16比特，只有16个数据线，可以交叉传数据，所以这样就可以节省很多引脚，有80拼角的DAC，这个交错式的接口可以做到很小的封装。 DAC3484有另外一个很大的优势，是其他所有DAC都没有的功能，叫做群延迟校准功能，比如手机要上网，要支持一些数据，可能需要很宽的带宽，这种情况就要求基站支持很高的带宽。在系统当中占用很宽带宽的时候，它可以很好的校准边带，我这里有一个非常简单的图，可以比较直观的表示。它可以改变宽带信号的边带抑制功能。现在TD里面有很多不同的频段，假如说我们要做一个发射机，要覆盖所有的频段，就是很宽的宽带发射机，在这种情况下，之前的DAC是没有办法做这种边带校准的，这时就需要我们的DAC3484、DAC3482或者是DAC34H84来实现这种功能。刚才谈到我们的内插，支持2倍、4倍、8倍，甚至到16倍的内插，可以降低FPGA和DAC间的接口速率，降低之后有很多的好处，可以降低对FPGA的要求，这样FPGA的成本就下来了，而且对布线和设计的要求也没有那么高，所以有非常好的内插功能。在我们DAC里面本身还有NCO，我们叫做数字控制，它在数字里面可以做频率搬移，通常数字出来的都是基带信号，我们有了NCO以后，可以在DAC里面做内部的频率搬移，可以调到一定频点，而且有32位，可以精调到0.001赫兹的精度。 
器件封装图解 
DAC内部原理图 
边带抑制 这是首款采用多行QFN封装的器件，传统的QFN封装外面只有一排，而这款产品是第一款有两排拼角的器件，这种有什么好处？就是它的散热性会比较好，I/O密度比较好，占位面积比较小，TI的是88引脚、9×9毫米封装，所以可以看到它的优势是非常大的。 这是DAC3484内部的详细功能，我们可以看到的这个现在的DAC不是一个单独的DAC，DAC只是这个里面的一小块，这个里面有很多功能，可以叫做基站发射机，功能非常强大。刚才我们谈到它有一种内参，有混频，有一些功能校准，有一种边带校准、载波线路校准，群延时校准，还有Mixer的数字混频器都在里面。刚才我们谈到，我们未来的系统， 3G或者4G的基站里面会有一个新的技术，可以增大数据容量，对于发射机有一个很高的同步的要求，现在我们知道，发射机可能是多天线的，怎么样保证发射机可以做这种功能，就是需要我们发射机有非常好的同步功能，我们的DAC3484、DAC34H84、DAC3482这三个器件里面有一个特别的处理，我们可以做到让不同的DAC之间，或者不同天线之间同步，可以保证在100频之内，现在我们市面上看到很多的产品都是做不到的，但我们可以很好的支持这种技术。 
DAC在基站中的应用 我们现在看到的是3G/LTE多模式基站，是支持预失真的双发送双接收的架构。TI产品线非常全， TI自己的产品就可以覆盖一个收发过程，我们3484是4通道，可以支持两个天线的发射，整个的一个信号链里面，我们都有全套的产品，从解调器、ADC、DPD、DDP到内插的抽取，包括一些消峰和数据预失真，这是我们DAC3484就在这个位置，一个3484可以支持两个天线，我们通常现在看到TD无要8天线，我们就只需要4个。刚才说到天线越来越多，对于集成要求非常高，对于功耗要求非常高，对于面积也要求非常高，所以我们的3484完全是在这种情况下出来的一个新的产品，它可以满足功耗，面积，集成度，及性能上的要求，适合现在高密度的一些应用。 这是一个比较直观的图，就是前面讲到的DAC3484、DAC34H84和DAC3482这三款器件独有的功能，我这里有一个信号，这是我需要的一个信号，发射200M带宽的信号，实际上如果通过我们的发射机出来以后还会有这样一个连带信号，这不是我想要的，这个信号会影响我发射机的性能，但是应用我们的DAC3484就可以做到很好，就是应用校准功能。边带功能之前有几种地方可以校准，对于不平衡可以校准。现在DAC也有增益和相位的校准功能，但因为这个带宽太宽了，它校不下去，只能校中间或者一面，是校不下去的，但是加上我们这个相位校准功能以后，就可以看到可以把信号校准得非常好，可以保证发射机有非常好的一个信号质量。 总结一下：这是业界最低功耗的4通道16位DAC，比竞争对手的产品功耗节省65%。这是具有业界最高采样率的DAC，信号带宽非常宽，DAC3484可以支持250M的信号带宽。这个系列产品除了今天介绍的DAC3484，还有DAC3482和DAC34H84。在应用当中，除了8天线、4天线的，可能还有单天线的应用。DAC3482可以支持2通道，带宽可以到更宽，可以支持到500M。同样我们还有DAC34H84，它和DAC3484的封装有一点区别，DAC34H84会稍微大一点，是12mm×12mm，但DAC34H84的带宽会更宽，可以支持到500M的带宽。 |
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