DAC5689 16 位 800 MSPS 双通道插值型数模转换器（DAC）产品手册总结

该DAC5689为双通道16位800 MSPS数模转换器（DAC），配备双CMOS数字数据总线，集成2x-8倍插值滤波器，配备32位复杂数控振荡器（NCO）的细频混频器，具备IQ补偿功能及内部电压参考。不同的工作模式使不同的信号处理模块能够或被旁通。DAC5689提供了更优越的线性、噪声和串扰性能。
*附件：dac5689.pdf

DAC5689双CMOS数据总线为每个DAC通道提供250 MSP的输入数据传输。提供多种输入数据选项：双总线数据、单总线交错数据、半速率的偶数和奇数复用，以及带有外部或内部时钟的输入FIFO以便接口时序。输入数据可通过板载数字插值FIR滤波器进行2倍、4倍或8倍插值，且阻带衰减超过80 dB。

DAC5689既支持复数输出，也支持实输出。可选的32位NCO/混频器在复数模式下提供频率上转换，双DAC输出产生复数希尔伯特变换对。数字逆SINC滤波器用于补偿自然的DACsin（x）/x频率衰减。数字正交调制器校正（QMC）功能允许对相位、增益和偏移进行IQ补偿，以最大化边带抑制，并最小化外部正交调制器执行最终单边带射频上变换时的LO馈送。

DAC5689可引脚升级到包含时钟倍增PLL的DAC5688。该DAC5689适用于工业温度范围——-40°C至85°C，并提供64针9×9毫米QFN封装。

特性

• 双重、16位、800 MSPS 的 DAC
• 双重、16位、250 MSPS CMOS 输入数据
  • 16个样本输入FIFO
  • 灵活输入数据总线选项
• 高性能
  • 81 dBc ACLR WCDMA TM1，频率70 MHz
• 可选的2x–8x插值滤波器
  • 停止带衰减>80分贝
• 带有32位NCO的复杂混合器
• 数字正交调制器校正
  • 增益、相位和偏移校正
• 数字反向SINC滤波器
• 3线或4线串行控制接口
• 芯片1.2-V参考
• 差分可扩展输出：2至20毫安
• 封装：64针9×9毫米QFN
• 应用
  • 蜂窝基站
  • 宽带无线接入（BWA）
  • WiMAX 802.16
  • 固定无线回传
  • 有线调制解调器终端系统（CMTS）

参数

方框图

一、产品核心概述

DAC5689 是德州仪器推出的高性能双通道数模转换器（DAC），核心优势为高更新率、多插值选项与复杂信号处理能力，适用于蜂窝基站、宽带无线接入（WiMAX）、固定无线回程、电缆调制解调器终端系统（CMTS）等通信场景，工作温度范围为–40°C 至 + 85°C，采用 64 引脚 VQFN 封装（9.0mm×9.0mm），支持多电源供电（模拟 3.3V、数字 1.8V），集成 CMOS 高速接口、2x~8x 插值滤波器、32 位 NCO 混频器及 1.2V 内部基准源，是 DAC5688 的引脚兼容版本（无时钟倍频 PLL）。

二、关键特性与规格

1. 核心性能参数

• 分辨率与更新率 ：16 位分辨率，无失码；最高更新率 800 MSPS，支持 2x/4x/8x 数字插值，输入数据率最高 250 MSPS。
• 动态与信号性能 ：WCDMA 信号在 70MHz 中频时邻道泄漏比（ACLR）典型值 81 dBc；无杂散动态范围（SFDR）在 10.1MHz 中频时典型值 83 dBc；信噪比（SNR）典型值 72 dBc；三阶交调失真（IMD3）典型值 85 dBc，线性度优异。
• 输出与基准 ：双通道差分电流输出，每通道满量程电流 2mA~20mA 可调；内置 1.2V 低漂移基准源（温度系数 ±8 ppm/°C），支持外部基准输入；输出阻抗典型值 300 kΩ，输出电容 5 pF。
• 功耗与时序 ：典型工作功耗 1690 mW（4x 插值、双通道开启），睡眠模式仅 65100 mW；数字延迟 109548 个 DAC 时钟周期（随配置变化），输出建立时间 10.4 ns（0.1% 精度）。

2. 核心功能

• 插值与信号处理：内置 4 组 FIR 滤波器（67/19/11/9 抽头），支持 2x~8x 插值，阻带衰减 > 80 dB；集成数字逆 sinc 滤波器（FIR4），补偿 DAC 固有的 sin (x)/x 频率滚降，信号带宽内补偿误差 < 0.03 dB。
• 混频与校正：32 位复数数控振荡器（NCO），支持频率上变频，频率分辨率 Fs/2³²； quadrature 调制校正（QMC）功能，可补偿增益、相位与偏移误差，优化边带抑制与本振泄漏。
• 接口与控制：双 16 位 CMOS 输入总线，支持双总线、交错总线、半速率总线三种数据模式；输入 FIFO 缓冲，缓解接口时序压力；支持 3 线 / 4 线串行接口（SIF）配置寄存器，数字输入阈值可配置为 1.8V 或 3.3V。
• 同步与扩展：支持多 DAC 同步，可通过 SYNC/TXENABLE 引脚实现多器件输出同步；双时钟模式（同步 / 异步）与外部时钟模式，适配不同系统时钟架构。

三、封装与引脚

1. 封装信息

64 引脚 VQFN（RGC）封装，尺寸 9.0mm×9.0mm×1.0mm，底部带 7.4mm×7.4mm 散热焊盘，卷盘装（2000 片 / 大卷、250 片 / 小卷），MSL 等级 3（260°C 回流焊，168 小时保质期）；结到环境热阻（静止空气）22 °C/W，建议将散热焊盘焊接至 PCB 接地平面以优化散热。

2. 关键引脚功能

• 电源与地：AVDD（模拟供电，3.3V）、DVDD/CLKVDD/VFUSE（数字 / 时钟 / 熔丝供电，1.8V）、IOVDD（I/O 供电，3.3V）、GND / 散热焊盘（接地，需可靠连接）。
• 信号输入：DA [15:0]/DB [15:0]（双通道 16 位 CMOS 数据输入）；CLK2/CLK2C（主时钟输入，最高 800MHz）、CLKO_CLK1/CLK1C（辅助时钟输入 / 输出，适配多时钟模式）。
• 信号输出：IOUTA1/IOUTA2（A 通道差分电流输出）、IOUTB1/IOUTB2（B 通道差分电流输出）；BIASJ（满量程电流偏置引脚，需外接 960Ω 电阻至地实现 20mA 满偏）。
• 控制与基准：EXTIO（内部 / 外部基准引脚）、EXTLO（基准模式选择，接地启用内部基准）；RESETB（复位，低有效）、SCLK/SDIO/SDENB/SDO（串行配置接口）、SYNC/TXENABLE（同步 / 使能输入）。

四、应用场景与设计支持

1. 典型应用

• 通信系统：蜂窝基站发射链路、WiMAX 802.16 设备、固定无线回程系统，实现 I/Q 基带信号到中频 / 射频模拟信号的转换。
• 宽带接入：CMTS 设备的多载波 QAM 调制信号生成，支持单 / 双 / 四载波 WCDMA 信号输出。

2. 设计资源

• 参考与供电：模拟电源（AVDD）和数字电源（DVDD）需分开布线，各电源引脚就近配置 0.1μF 去耦电容；内部基准源需外接 0.1μF 去耦电容，外部基准输入时需注意阻抗匹配。
• 配置要点：通过 31 个配置寄存器设定插值倍数、滤波器模式、NCO 频率、QMC 校正参数等；启动时需将 CONFIG26 寄存器 [1:0] 位设为 “10” 以保证正常工作；多 DAC 同步需采用 SYNC/TXENABLE 引脚同步，双同步时钟模式可实现 ±1 时钟周期内的相位对齐。
• 布局指南：模拟信号与数字信号严格分区，时钟线采用差分布线并匹配长度；输出引脚远离数字时钟信号，减少耦合干扰；散热焊盘需充分焊接至 PCB 接地平面，优化热传导。

五、可靠性与订单信息

• 可靠性保障：ESD 防护等级符合行业标准，人体模型（HBM）±2000V，带电设备模型（CDM）±500V；宽温工作范围，适应工业级恶劣环境。
• 可订购型号：DAC5689IRGCR（大卷盘 2000 片）、DAC5689IRGCT（小卷盘 250 片），引脚标识 DAC5689I，均为 RoHS 兼容产品。