DAC38RF93技术手册

DAC38RFxx 是一系列高性能、双通道/单通道、14 位、9GSPS 射频采样数模转换器 （DAC），能够合成 0 至 4.5 GHz 的宽带信号。高动态范围使 DAC38RFxx 系列能够为各种应用生成信号，包括用于无线基站和雷达的 3G/4G 信号。

这些器件具有低功耗JESD204B接口，具有多达 8 个通道，最大比特率为 12.5 Gbps，允许每通道 1.25 GSPS 复合的输入数据速率。DAC38RFxx 每个通道提供两个数字上变频器，并具有多种插值速率选项。数字正交调制器具有独立的频率灵活 NCO，可支持多频段作。可选的低抖动PLL/VCO允许使用较低频率的基准时钟，从而简化了DAC采样时钟的生成。
*附件：dac38rf93.pdf

特性

• 14 位分辨率
• 最大DAC采样率：9 GSPS
• 主要规格：
  • 2.1 GHz 时的射频满量程输出功率：
    • DAC38RF80/90/84：0 dBm
    • DAC38RF83/93/85：3 dBm（带 2：1 巴伦）
  • 频谱性能（片上PLL，DIFF）：
    • fDAC = 5898.24 MSPS，fOUT = 2.14 GHz
      • WCDMA ACLR：75 dBc
      • WCDMA alt-ACLR：77 dBc
    • fDAC = 8847.36 MSPS，fOUT = 3.7 GHz
      • 20 MHz LTE ACLR：63 dBc
    • fDAC = 9 GSPS，fOUT = 1.8 GHz
      • IMD3 = 70 dBc（–6 dBFS，10 MHz音调间隔）
      • NSD = –157 dBc/Hz
• 每个DAC的双频数字上变频器
  • 6、8、10、12、16、18、20 或 24 倍插值
  • 4 个独立的 NCO，分辨率为 48 位
• JESD204B 接口，子类 1
  • 支持多芯片同步
  • 最大通道速率：12.5 Gbps
• 单端输出，带集成巴伦 （DAC38RF80/90/84），覆盖 700 MHz 至 3800 MHz
• 带旁路的内部 PLL 和 VCO
  • fC（VCO） = 5.9 或 8.9 GHz
• 功耗：1.4 至 2.2 W/ch
• 电源：–1.8 V、1 V、1.8 V
• 封装：10 x 10 mm BGA，0.8 mm 间距，144 个焊球

参数

方框图

DAC38RFxx 是德州仪器推出的高性能 RF 采样数模转换器（DAC）家族，涵盖单 / 双通道型号，分辨率 14 位，最高采样率 9 GSPS，支持 0-4.5 GHz 宽带信号合成，具备低噪声、高动态范围及灵活配置特性，专为无线通信、雷达、卫星通信等高频高精度场景设计。

一、核心基础信息

（一）核心定位与关键参数

• 分辨率与采样：14 位分辨率，单 / 双通道可选，最高采样率 9 GSPS，支持 6-24 倍插值。
• 精度与频谱性能：噪声谱密度（NSD）典型值 -157 dBc/Hz；WCDMA ACLR 达 75 dBc，20 MHz LTE ACLR 63 dBc；IMD3 典型值 70 dBc（-6 dBFS 输入）。
• 输出特性：差分输出型号（如 DAC38RF83/93/85）带 2:1 巴伦，2.1 GHz 满量程输出功率 3 dBm；单端输出型号（如 DAC38RF80/90/84）覆盖 700 MHz-3.8 GHz，满量程输出功率 0 dBm。
• 工作环境：工业级温度范围 -40°C 至 85°C；ESD 防护 HBM ±1000 V、CDM ±250 V。

（二）封装与引脚

• 封装类型：144 引脚 FCBGA 封装，尺寸 10 mm×10 mm，引脚间距 0.8 mm，带散热焊盘。
• 引脚功能：包含差分模拟输出（VOUT1±/VOUT2±）、时钟输入（DACCLK±/DACCLKSE）、JESD204B 数据输入（RX [0-7]±）、同步信号（SYSREF±、SYNC0±/SYNC1±）、SPI 控制引脚及多电源域引脚（AVDD19、AVDD、DVDD 等）。

二、核心特性与功能模块

（一）模拟前端与输出

• 输出架构：采用电流导向型 DAC 架构，满量程输出电流 10-40 mA 可调，差分输出内置 100 Ω 终端。
• 补偿与优化：集成 9 抽头逆 sinc 滤波器，补偿采样保持滚降；支持输出相位反转、延迟调节（0-15 个时钟周期）。

（二）数字上变频器（DUC）

• 多模式支持：每通道集成双波段 DUC，支持单 / 双 IQ 流配置，4 个独立 48 位 NCO，支持相位相干跳频。
• 插值与滤波：提供 6/8/10/12/16/18/20/24 倍插值选项，FIR 滤波器阻带抑制 90 dB，支持复合信号求和。

（三）JESD204B 接口与同步

• 接口性能：Subclass 1 兼容，最多 8 路 SerDes 通道，单 lane 速率最高 12.5 Gbps，支持 8b/10b 编码与扰码。
• 同步能力：支持 SYSREF 信号实现多芯片确定性延迟同步，可重置 NCO 相位、LMFC 计数器，同步误差可通过相位容忍窗口校准。

（四）时钟与 PLL 模块

• 时钟配置：支持差分 / 单端时钟输入（0.1-9 GHz），内置低抖动 PLL/VCO，VCO 频率可选 5.9 GHz 或 8.9 GHz，支持 PLL 旁路模式。
• 时钟输出：可编程分频输出（÷2/3/4），输出摆幅 125-1462 mVpp-diff 可调。

（五）电源与功耗

• 供电需求：多电源域设计，包含 1 V（模拟 / 数字核心）、1.8 V（模拟 / IO/SerDes）、-1.8 V（模拟负电源）。
• 功耗表现：单通道工作功耗低至 2.195 W，双通道工作功耗最高 4.894 W，掉电模式功耗低至 208 mW。

三、应用场景与设计要点

（一）典型应用

• 通信系统：多模基站、软件定义无线电（SDR）、通信测试仪器；
• 国防与航天：相控阵雷达、电子战设备、卫星通信（SATCOM）；
• 通用高频：宽带无线接收系统、高速数字化仪、任意波形发生器。

（二）设计关键要点

• 电源去耦：各电源引脚就近并联 0.1 μF 陶瓷电容 + 10 μF 钽电容，模拟地与数字地单点连接，减少地环路干扰。
• 布线要求：模拟输出与数字信号走线隔离；时钟路径阻抗匹配 100 Ω，SerDes 信号线长度匹配；散热焊盘充分接地优化热性能。
• 同步配置：多芯片同步时统一 SYSREF 时钟源，配置相位容忍窗口，建议 SYSREF 频率低于 5 MHz 减少干扰。
• 防护配置：启用 PA 保护模块（PAP），可设置功率阈值，避免输入信号过大导致器件损坏。

四、封装与订购信息

• 系列型号差异：
  • 双通道差分输出：DAC38RF83、DAC38RF93；
  • 单通道差分输出：DAC38RF85；
  • 双通道单端输出：DAC38RF80、DAC38RF90；
  • 单通道单端输出：DAC38RF84。
• 订购信息：核心型号包括 DAC38RF83IRMP、DAC38RF93IRMP、DAC38RF80IRMP 等，提供托盘（168 片）和卷带（1500 片）包装，符合 RoHS 标准。