數模轉換芯片AD9772A的特點(diǎn)及其應用

1　AD9772A內部結構

1.1 時(shí)鐘產(chǎn)生和控制模塊

AD9772A內部模塊依據功能可以劃分為：時(shí)鐘產(chǎn)生和控制模塊，輸入鎖存模塊，內插濾波模塊，“零填充”模塊，數模轉換模塊以及輸出參考電路。圖1是AD9772A的功能模塊圖。

時(shí)鐘產(chǎn)生和控制模塊使用鎖相環(huán)實(shí)現，主要為片內各個(gè)功能模塊提供時(shí)鐘和控制信號，環(huán)路

時(shí)鐘產(chǎn)生和控制模塊由差分輸入，相位檢測，環(huán)路濾波（外圍電路配置），壓控振蕩器（VCO），分頻器和時(shí)鐘分配模塊組成。

依據輸入數據速率，鎖相環(huán)路有兩種工作模式：當輸入數據速率大于6 MSPS時(shí)，鎖相環(huán)路工作，相應的管腳PLLVDD＝Vcc，PLLCOM＝gnd；當數據速率小于6 MSPS時(shí)，為了獲得更高的相噪性能，不使用內部的鎖相環(huán)路，相應的管腳PLLVDD＝PLLCOM＝gnd。

無(wú)“零填充”時(shí)，參考時(shí)鐘是輸入數據速率的2倍；有“零填充”時(shí)，參考時(shí)鐘是輸入數據速率的4倍。對于QPSK調制來(lái)說(shuō)，當使用內部鎖相環(huán)時(shí)，鎖相環(huán)路本身可以保證2個(gè)AD9772A芯片時(shí)鐘和數據同步；不使用內部鎖相環(huán)時(shí)，通過(guò)復位管腳（RESET），能夠實(shí)現2個(gè)AD9772A芯片時(shí)鐘和數據同步。

鎖相環(huán)典型的開(kāi)機鎖定時(shí)間是100 ms。

時(shí)鐘產(chǎn)生和控制模塊的環(huán)路濾波器和壓控振蕩器模塊由PLLVDD管腳統一供電，時(shí)鐘差分輸入、相位檢測、分頻器和時(shí)鐘分配模塊由CLKVDD管腳統一供電，為了確保最優(yōu)的環(huán)路相位噪聲性能，在設計電路時(shí)，要保證PLLVDD和CLKVDD來(lái)自相同的“干凈的”模擬電源。是否使用片內鎖相環(huán)，可以通過(guò)配置PLLVDD管腳實(shí)現，當使用內部鎖相環(huán)路時(shí)，PLLLOCK表征環(huán)路是否鎖定的信號，PLLLOCK電平為高，環(huán)路鎖定；PLLLOCK電平處于高和低之間時(shí)，環(huán)路未鎖定。當禁止內部鎖相環(huán)路時(shí)，PLLLOCK提供了1倍內部時(shí)鐘輸出。

根據輸入數據速率，分頻器和時(shí)鐘分配模塊的控制管腳配置如表1所示。

1.2 內插濾波器

AD9772A內插濾波器是在兩個(gè)原始抽樣點(diǎn)之間插入1個(gè)零值，然后通過(guò)一個(gè)FIR濾波器，插入的零點(diǎn)就可以還原為準確的內插值，提高了時(shí)域分辨率〔1〕。內插后的信號頻譜為原始離散序列譜經(jīng)2倍壓縮后得到的譜，但是得到的頻譜包含了有效頻譜的高頻鏡像，根據AD9772A的應用環(huán)境，合適地選擇低頻頻譜或高頻鏡像。如果保留高頻鏡像，輸出信號頻率提高了2倍，頻譜結構沒(méi)有變化，起到了上變頻的作用。

AD9772A的FIR濾波器采用43階對稱(chēng)濾波器實(shí)現，阻帶可以達到73 dB的衰減。如果系統需要在寬帶內獲得更高的動(dòng)態(tài)范圍，AD9772A必須工作在基帶方式下，相應的管腳MOD0＝gnd，FIR內插濾波器表現為低通特性，輸入數據頻譜到第一個(gè)鏡像頻譜的距離增加，有利于模擬低通濾波器的設計?；鶐Ｊ较率褂谩傲闾畛洹?，相應的管腳MOD1＝Vcc，雖然頻譜的通帶更加平坦，但是無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）減小，阻帶抑制不夠，信噪比（SNR）減小。AD9772A工作在中頻模式下時(shí)，MOD0＝Vcc，FIR內插濾波器表現為高通特性，當中頻超過(guò)輸入數據速率，必須使用“零填充”，增加通帶的范圍。

輸入時(shí)鐘經(jīng)過(guò)信號產(chǎn)生和控制模塊送給各個(gè)功能子模塊，輸入數據經(jīng)過(guò)一級鎖存，進(jìn)入2倍內插濾波器和“零填充”，增加了DAC的更新速度，使后繼電路容易設計，內插和填充后的數據送入模數轉換器，完成數字信號到模擬信號的變換。

2　AD9772A在WCDMA發(fā)送電路中的應用

WCDMA（寬帶碼分多址）系統基站發(fā)送物理信道多，數據動(dòng)態(tài)范圍較大，AD9772A提供了14位輸入管腳、0．1dB的帶內波動(dòng)、73dB的帶外衰減和高達74dB的SFDR，通過(guò)與模擬低通濾波器的配合，能夠獲得失真和噪聲性能很好的基帶模擬信號，可以滿(mǎn)足基帶發(fā)射性能指標。AD9772A應用時(shí)，應該從系統的角度設計AD9772A的參數，這些參數包括：輸入數據速率、時(shí)鐘頻率、復位信號、鎖相環(huán)路、模式配置、分頻比和參考電阻等。圖4是WCDMA基站部分發(fā)送電路功能框圖。

2.1 電路設計

為了獲得“干凈”的基帶信號，做印刷電路板（PCB）時(shí)，模擬電路部分和數字電路部分盡量集中，不能交叉布線(xiàn)。而AD9772A輸入是數字信號，輸出是模擬信號，芯片中同時(shí)存在數字電壓、數字地、模擬電壓和模擬地，芯片各個(gè)功能模塊由不同電源供電，對這些信號處理時(shí)，要遵循以下原則：片內鎖相環(huán)路工作時(shí)，PLLVDD＝CLKVDD＝3．1V～3．5V；DVDD1－2＝CLKVDD