Analog Devices Linear电源 高速 DAC 产生业界领先的光谱纯度的信号

凌力尔特公司(Analog Devices Linear电源)已推出了业界领先的数据转换器长达 20 多年。LTC1290 为业界首个串行数据输出 ADC,接下来的 LTC2175 的功耗仅是其竞争 ADC 的三分之一,Analog Devices Linear电源 已继续通过推出推动性能边界的优胜产品以彻底改革数据转换器业务。

Analog Devices Linear电源 一直致力于发明,这带来了现代数据转换器,实现了前所未有的性能和速度,以帮助众多应用找到解决方案。Analog Devices Linear电源 的 ADC 组合包括精密的 SAR、高速管道以及无延迟的 σ-δ ADC。其 DAC 组合包括精密的电压和电流输出以及高速 DAC。 

作为 Analog Gurus 的发端之地,Analog Devices Linear电源 实现的一个最新发明将其专门技术扩展到线性集成电路产品,制造了业界最佳性能的数字-模拟转换器(DAC)LTC2000。旨在测试设备和仪器的电缆调制解调器、其他基于通信的应用等端应用将从此次性能飞跃中获益。LTC2000 的引领地位关键在于它产生高频和宽带信号,且本底噪声低,光谱纯度高。如图 1 所示,通过无杂散动态范围(SFDR)测量的光谱纯度几乎在每个频率点上都超过业界水平 10dB。

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图 1:通过提供 10dB 的性能改进,LTC 的 SFDR 超过业界水平

LTC2000 具有一个独特的较低的添加剂相位噪声,其数据表明确显示了添加剂相位噪声性能(如图 2 所述)。在多路通信系统中,低相位噪声限制通道至通道干扰,可提高系统的数据传输效率,因此有必要保持较低的相位噪声。此外,低相位噪声帮助解决雷达和自动测试设备(ATE)应用中的近战信息。例如,多普勒雷达依赖于破译近战信息。事件音在较小的频移时便可在反射之前大幅度减弱。低相位噪声帮助挑拣反射音中的关键信息。

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图 2:LTC2000 添加剂相位噪声几乎检测不到 

通信的发展日新月异。客户需要跟上新的业界进步,即开发了性能越来越高的产品以及评估这些产品所需的测试设备和仪器。由于行业尝试传输的数据超过日愈扩大的宽带,DAC 必须与时俱进,满足更大动态范围的更高传输速率的需求。较高的光谱纯度对保持应用(如 DOCSIS)中的良好信号完整性,以及通过其他通讯通道的传输和接收至关重要。 

LTC2000 系列包括 16 位、14 位和 11 位 2.5Gsps 和 2.7Gsps 的 DAC。这些先进的设备提供出色的光谱纯度、较高的完全输出电流、较宽的模拟输出带宽和较低延迟。产品系列功能有:超过 78dBc 的 2 阶互调失真,直流电至 1080MHz 的输出频率,较低的相位噪声以及较宽的 2.1GHz 3dB 的输出宽带。LTC2000A 系列接受高达 635MHz DDR LVDS 或 DHSTL 接口,使用 32 通道(双端口模式)时为 2.7Gsps 或使用 16 通道(单端口模式)时为 1.35Gsps。 在单端口模式下,延迟仅为 7.5 个时钟周期,而在双端口模式下的延迟仍然为较低的 11 个时钟周期。在 RADAR 或涉及反馈回路的应用中,保持低延迟非常重要。

使封装饱满匀称的是一个 SPI 接口,它为控制和通信提供灵活性。除了可编程性,接面溫度传感监测设备以优化输出信号,同时,避免过热。还包括一个简化系统开发和调试的内部图形发生器以及一个可调节的 1.25V 参考电压。 

LTC2000 系列 DAC 能够直接合成高频或宽带射频信号,且具有直流电至 1 GHz 的出色光谱纯度。LTC2000 的无与伦比的模拟输出包括:

  • - 噪声频谱密度优于−158dBc/MHz~500MHz

  • - 无杂散动态范围(SFDR)优于 74dBc~500MHz

  • - 无杂散动态范围(SFDR)优于 68dBc~1GHz

LTC2000 的完全输出电流使其能够产生出色信号强度的信号,可达到 ±1V 的较高合格水平。通过外设电阻器,输出信号电流在 10mA~60mA 的宽范围内可编程。增益调节寄存器可通过软件控制进行评估,使输出电流的调整范围为寄存器编程值的 89.2%~114.3%,增量为 0.4%。额定输出电流为 40mA,在较宽频率范围内产生较高的性能 SFDR 水平(如图 3)。

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图 3:输出电流为 40mA 时,SFDR 在较宽频率范围产生无与伦比的性能

 LTC2000 系列展示出色的线性性能,甚至在较高的输出频率下也具有出色的性能。这导致要求苛刻的应用产生出色的结果,如图 4 所示。

 

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图 4:出色的信号纯度在实现实应用(如 CMTS、宽带和雷达应用)中产生较高的信号质量结果

使设计变饱满匀称的是向提供强劲抗干扰度的模拟和数字电路供电的一种明智方法。1.8V 和 3.3V 的常见电源电压被分成为单独的电源,以便向内部数字和模拟模块供电。对于向 SPI 模块供电的 1.71V~3.465V 的第 5 个电压输出,全采样率的所有 5 个电压输入的全功耗为 2.2W。 

设计支持

为了测试和运行 LTC2000 系列,Analog Devices Linear电源 已创建了一些列调节 16 位、14 位和 11 位 FPGA 应用的演示板。每块板接受 DDR LVDS 输入,同时可在 2.5Gsps(LTC2000 系列)或 2.7Gsps(LTC2000A 系列)的速率下工作。 

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这些演示板提供快速的起动功能,可在较短时间内产生信号,同时最小化需要的测试设备。板载调压器从 5V 的输入中提供 LTC2000 需要的电压水平,因此,限制了演示板对单电源的要求。用户可选择提供 1.8V 的单独输入电压和 3.3V 的数字和模拟供电以及 SPI 供电。单独的测试点被打破以测试信号。USB 接口允许通过 SPI 接口和 LTDACGen 软件 [4] 进行通信。LTC2000 演示板 DC2085 的描述见图 5。

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图 5:DC2085 系列演示板通过限制主要功能的输入以提供快速的起动能力(来源:参考文献[5])

Analog Devices Linear电源 提供编程 LTC2000 的免费下载软件。信号的产生可使用 LTDACGen 软件。该软件简化 LTC2000 [4] 的评估。用户选择时钟频率和样本数量,以创建图形和表格输出信号数据(描述见图 6)。

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图 6 标题:LTDACGen 软件简化 LTC2000 的评估(来源:参考文献[4])

演示板随附的演示手册包括每块演示板的完整零件清单(材料清单)。可下载的原理 [8] 图可通过 Analog Devices Linear电源 网站和 Verilog 代码[9]获得。

信号的产生具有较高的光谱纯度、较低的相位噪声和较高的时钟速度。Analog Devices Linear电源 为 LTC2000 DC2085 系列的演示板计时提供了两种解决方案。 LTC6946 高频合成器使用一个内部 VCO 提供了一个 370MHz~6.39GHz 的干净灵活的时钟解决方案。该产品具有自己的演示板 DC1705C [6]。对于更低的时钟相位噪声,可使用 LTC6945 和 VCO。LTC2000 对外加时钟信号执行内部自动同步。 

使用 Altera Stratix® IV GX FPGA 开发工具套件[7] 可创建 FPGA 数字信号输入。该工具套件以及提供的参考软件可吸引客户,它迅速运行,以将数字数据转换为较高光谱纯度的模拟信号。

概要

Analog Devices Linear电源 提供先进的 DAC 产品系列,即适合 16 位、14 位和 11 位应用的 2.5Gsps 和 2.7Gsps 的 LTC2000 产品系列。这种先进的解决方案系列使客户能够开发适合电缆调制解调器、雷达、宽带无线、仪器和自动测试设备应用的最先进产品。除了演示板和可编程的软件,客户将能够在较短时间内产生较高光谱纯度的模拟信号。

1. LTC2000-HS_DAC_FamAd,Analog Devices Linear电源 LTC2000 系列广告
2. "电压输出 DAC" Analog Devices Linear电源 选择器图表
3. "2.5Gbsps 16-/14-/11 位 2000f LTC2000A-16 数据表
4. "LTDDACGen," 软件,以编程 2.7Gsps 的 LTC2000 系列 DAC
5. "DC2085 演示手册," LTC2000 DC2085 演示板手册
6. "DC1705B," LTC6946IUFD 时钟演示板手册
7. "Stratix® IV GX FPGA 开发工具套件" Altera FPGA 编程工具套件
8. DC2085A 演示板示意图
9. LTC2000 Verilog 代码
10. "适合宽宽带信号产生的高速 DAC,"Analog Devices Linear电源 LTC2000 系列产品视频

 

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