FIR85使能時可提供2xNRZ模式，其實現(xiàn)方式與其它插值濾波器有所不同。它利用DAC的四通道開關(guān)架構(gòu)，并在DAC時鐘的上升和下降沿對數(shù)據(jù)采樣。這種采樣方式在每一個時鐘邊沿處采樣新數(shù)據(jù)，因此可以使DAC的采樣速率翻倍，高達12GSPS。這樣就將信號鏡像從fDAC – fOUT外推至2xfDAC – fOUT，更容易通過可以實現(xiàn)的模擬濾波器過濾鏡像。這種采樣和插值方式使DAC的輸出對時鐘平衡更為敏感，但可以調(diào)節(jié)DAC 時鐘輸入，達到更佳的性能。這些調(diào)節(jié)是通過串行外設接口(SPI) 對寄存器編程而實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)手冊中給出了詳細信息。

48位NCO是一個完全正交NCO，可實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)信號的無鏡像頻率偏移或單個信號音的直接數(shù)字頻率合成。NCO有兩種可選工作模式，即相位連續(xù)或相位斷續(xù)頻率開關(guān)模式。在相位連續(xù)開關(guān)模式下，頻率調(diào)諧字 (FTW) 更新，但相位累加器不復位，導致相位頻率連續(xù)改變。在相位斷續(xù)模式下，當FTW更新時，相位累加器復位。串行外設接口 (SPI) 保證具有100 MHz，可實現(xiàn)FTW的快速更新。

AD9164的NCO引入了一項重要的特性—快速跳頻NCO (FFHNCO)。FFH NCO額外集成31個32位NCO，每一個都有自己的相位累加器。每一個NCO都有自己的FTW，因此器件內(nèi)總共可以編程32個NCO FTW。提供一個FTW選擇寄存器，以便SPI寄存器字節(jié)的單次寫操作可以完成一次精度為32位的新頻率跳頻。這意味著通過100 MHz SPI可以在240 ns內(nèi)以單字節(jié)寫操作選擇新的FTW。

FFH NCO具有額外的相位相干跳頻模式，適合儀器儀表和軍事應用。相位相干跳頻對于測試應用而言很重要，此外對于需要跟蹤激勵器信號相位以供后續(xù)使用的雷達應用也很重要。相位相干跳頻可從一個頻率變化到另一個頻率并再次返回原來的頻率，而不會丟失原來頻率的相位累加。換言之，它可以實現(xiàn)從一個頻率到另一個頻率然后返回上一個頻率，就像頻率從未改變一樣。

應用和測試的性能

AD9162和AD9164的信號處理特性和高采樣速率可以簡化圖1中的射頻架構(gòu)。更新后的圖形如圖3所示。由于RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器可以直接以所需的輸出頻率合成信號，因此不再需要正交調(diào)制器或上變頻混頻器。信號在數(shù)字處理器中建立，通過RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器輸出，因而大幅減少了需要部署的硬件數(shù)量。此外，無線電也更容易實現(xiàn)，LO和DAC輸入無需校準至正交調(diào)制器以便抑制LO泄露和干擾鏡像，因為調(diào)制器以數(shù)字方式在RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)部實現(xiàn)。

圖3. 采用RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的無線電發(fā)送器架構(gòu)。

此類架構(gòu)僅有一個模擬低通濾波器濾除數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器鏡像，為可重新配置無線電或軟件定義無線電開啟了新機遇。可以使用相同的數(shù)字器件—RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和重構(gòu)低通濾波器，只需改變功率放大器和帶通濾波器即可實現(xiàn)各種不同的無線電。圖4顯示了一個無線基站雙頻段發(fā)送器輸出示例，其在1800MHz時有5個5 MHz WCDMA載波，在2100 MHz時有3 個5MHz WCDMA。圖5顯示了一個合規(guī)的有線前端發(fā)送器輸出示例，寬度為194 6 MHz，在50 MHz至1.2 GHz的DOCSIS 3.1頻譜中具有256 QAM載波。圖6顯示了一個快速跳頻示例，駐留時間為260 ns，其中寄存器編程時間為240 ns（單字節(jié)寫入），跳頻時間為20 ns。圖7顯示了AD9164出色的相位噪聲性能，當采用4 GHz恒溫晶體振蕩器并合成一個3.9 GHz正弦波時，性能優(yōu)于–125 dBc/Hz（10 kHz失調(diào)）。

圖4. 雙頻段WCDMA信號（1.8 GHz和2.1 GHz頻段）

圖5. DOCSIS 3.1頻段內(nèi)的194 6 MHz 256 QAM信號（50 MHz至 1.2 GHz）。

圖6. AD9164的快速跳頻性能—每跳260 ns駐留時間。

圖7. AD9164的總相位噪聲性能。

DAC時鐘信號源：4 GHz恒 溫晶體振蕩器，具有最高600 kHz失調(diào)特性，這樣的信號發(fā)生 器具有高于600 kHz的失調(diào)特性。

結(jié)論

RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器可以簡化無線電架構(gòu)設計，并通過省卻無線電信號鏈上的很多元件而縮小尺寸。AD9162和AD9164的RF數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中集成了一組令人激動的功能和出色的RF性能，可滿足各種無線電發(fā)送器應用，展現(xiàn)出了真正的軟件定義無線 電比過去任何時候都要更接近現(xiàn)實。

1 美國專利第6,842,132和7,796,971號。

作者：
Daniel E. Fague [dan.fague@analog.com] 是ADI 公司高速DAC 部門的應用工程師經(jīng)理。他于1989 年獲得貢薩格大學電子工程學士學位 (BSEE)，并于1991 年獲得加州大學戴維斯分校電子工程碩士學位 (MSEE)。他于1995 年加入ADI 公司無線手機部門，主要進行GSM、EDGE、CDMA 和藍牙手機無線電架構(gòu)設計（包括直接轉(zhuǎn)換無線電）。此前，他在美國國家半導體公司工作了5 年，從事DECT 和PHS 的無線電架構(gòu)設計。自從2011 年加入高速DAC 部門以來，Dan 一直從事RF DAC 的開發(fā)。他擁有7 項專利，發(fā)表過30 多篇文章和論文。