初識RF-DAC之第一、二奈域輸出

從初中學(xué)物理開始，大家都知道，我們的身邊隨時隨地充斥著各種各樣的物理信號，聲光熱力電等等。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，出現(xiàn)了各種傳感器，比如溫度傳感器、壓力傳感器、聲電傳感器、雷達(dá)天線等等。

這些傳感器可以把我們身邊的物理信號轉(zhuǎn)換成電信號，電子工程師就可以利用這些電信號進(jìn)行各種組合、運(yùn)算來滿足人類對于各種科技產(chǎn)品的需求，推動工業(yè)革命的發(fā)展。

那么如何正確地量化各種電信號？這就不得不提到劃時代大師——克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)及他的香農(nóng)定理。

之前我摸過一段時間的高速ADC和DAC，后面有機(jī)會給大家分享一些我對這些高速芯片的認(rèn)知和調(diào)試經(jīng)驗，那今天主要針對DAC一些基本概念進(jìn)行介紹：

1 RF-DAC第一奈域的輸出及頻響

DAC輸出不是連續(xù)的模擬波形，而是連續(xù)的臺階式直流波形。每一個臺階就是一個采樣點，其波形如下圖所示：

理想DAC輸出波形

脈沖的寬度為1/FS。每個脈沖的頻譜是sin（x）/x曲線。這也被稱為sinc曲線，理想DAC的頻響為：

理想DAC輸出頻響（歸一化到Fs）

其整個第一奈奎斯特域輸出的帶內(nèi)平坦度在4dB以內(nèi)。大部分DA都自帶了反sinc濾波器，提高帶內(nèi)平坦度。像某國產(chǎn)的RFDAC，自帶11 TAP FIR用于補(bǔ)償sinc滾降。

RF-DAC理想輸出頻譜（紅）、反SINC函數(shù)頻譜（藍(lán)）、補(bǔ)償后的頻譜（黃）

使能后，使89%奈奎斯特頻率內(nèi)紋波小于±0.05dB，或80%奈奎斯特頻率內(nèi)紋波小于±0.033dB。

反SINC補(bǔ)償后的通帶紋波

1 RF-DAC第二奈域的輸出及頻響

DAC第二奈奎斯特域的信號會被sinc包絡(luò)衰減，信號能量會大大降低。

Mixing mode是一些高速DAC中使用的專有采樣模式。在傳統(tǒng)的DAC中，使用雙開關(guān)在每個DAC時鐘周期對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在這種開關(guān)結(jié)構(gòu)下，每個DAC時鐘周期對數(shù)據(jù)進(jìn)行兩次采樣（一次在時鐘上升沿，一次在時鐘下降沿）。這種技術(shù)可以消除雙開關(guān)結(jié)構(gòu)中與數(shù)據(jù)相關(guān)的交流雜散限制，但由于4個開關(guān)的持續(xù)切換，在2xFdac處增加了一個雜散和一個具有更多雜散能量的時域信號。

在Mixing mode下，四開關(guān)DAC架構(gòu)又向前推進(jìn)了一步。在這種情況下，數(shù)據(jù)不僅在每個時鐘周期中被采樣兩次，而且在下半個時鐘周期中被反轉(zhuǎn)，而不是被復(fù)制，從而改變了頻響，允許在第二和第三奈奎斯特區(qū)中生成信號。

mixing mode仿真波形

這樣采樣保持函數(shù)的頻域表示會變?yōu)椋?/p>

(sin^2 (πf?2fs))/((πf?2fs))

這樣在第二奈奎斯特域內(nèi)的增益是比正常模式高的，并且在帶內(nèi)的響應(yīng)較為平整。

由于時間和精力有限，今天就簡單介紹到這里，各位老鐵歡迎在評論區(qū)留言討論，一起學(xué)習(xí)進(jìn)步。