概述
AD9161是一款高性能11位數模轉換器(DAC)，支持最高達6 GSPS的數據速率。DAC內核基于一個四通道開關結構配合2倍插值濾波器，使DAC的有效更新速率在某些模式下高達12 GSPS。高動態范圍和帶寬使這些DAC非常適合最苛刻的高速射頻(RF)DAC應用。
數據表：*附件：AD9161 AD9162 11位、12 GSPS、RF數模轉換器技術手冊.pdf

在基帶模式下，元件的寬帶寬能力和高動態范圍相結合，在最小兩個載波至最大1.794 GHz的滿量程頻譜范圍內可支持DOCSIS 3.1電纜基礎設施兼容性。2倍插值濾波器(FIR85)使AD9161/AD9162針對較低數據速率和轉換器時鐘進行配置，可降低系統總體功耗和濾波要求。在Mix-Mode^?^ 操作模式中，AD9161/ AD9162可在高達7.5 GHz的二階和三階奈奎斯特區內重構RF載波，同時仍保持出色的動態范圍。輸出電流可以在8 mA至38.76 mA范圍內進行編程。AD9161/AD9162數據接口由最多八個JESD204B串行器/解串器(SERDES)通道組成，可對其通道速度和通道數進行編程，從而實現應用靈活性。

串行外設接口(SPI)可配置AD9161并監控所有寄存器的狀態。AD9161提供165引腳、8.0 mm × 8.0 mm、0.5 mm間距、CSP_BGA和169引腳、11 mm × 11 mm、0.8 mm間距、CSP_BGA兩種封裝。

產品特色

1. 高動態范圍和信號重建帶寬支持高達7.5 GHz的RF信號頻率合成。
2. 高達八個通道JESD204B SERDES接口，支持靈活的通道數和通道速度。
3. 帶寬和動態范圍可滿足DOCSIS 3.1余量兼容性要求。

應用

• 寬帶通信系統
  • DOCSIS 3.1電纜調制解調器終端系統(CMTS)/視頻點播(VOD)/邊沿正交幅度調制(EQAM)
• 無線通信基礎設施
  • W-CDMA, LTE, LTE-A, 點對點
• 儀器儀表、自動測試設備(ATE)
• 雷達和干擾發射器

特性

• DAC更新速率高達12 GSPS（最小值）
• 6 GSPS直接RF頻率合成（最小值）
  • 直流至2.5 GHz（基帶1倍旁路模式）
  • 直流至6 GHz（2倍不歸零(NRZ)模式）
  • 1.5 GHz至7.5 GHz（混合模式）
• 可旁路的插值（1倍或旁路模式）
  • 2×, 3×, 4×, 6×, 8×, 12×, 16×, 24×
• 出色的動態性能

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

AD9161/AD9162 分別是具有串行解串器（SERDES）接口的 11 位和 16 位單路射頻數模轉換器（DAC）。圖 1 展示了 AD9161/AD9162 的詳細功能框圖。12 條高速串行通道將數據傳輸至 DAC，數據速率最高可達 1.56 Gbps，實輸入或 2.5 Gbps 復輸入。

與 LVDS 或 CMOS 接口相比，SERDES 接口簡化了印刷電路板（PCB）布局，并降低了設備的時鐘要求。

輸入數據的時鐘源自 DAC 時鐘，即設備時鐘（符合 JESD204B 規范要求）。該設備時鐘由高保真外部 DAC 采樣時鐘提供。通過片上時鐘輸入調整，可使用 SPI 端口優化 DAC 性能。設備可配置為在單通道、雙通道、三通道、四通道、六通道或八通道模式下運行，具體取決于所需的輸入數據速率。

AD9161/AD9162 的數字數據路徑提供旁路（1x）模式（僅 AD9162 支持）以及多種插值模式（2x、3x、4x、6x、8x、12x、16x 和 24x），這些模式可通過具有 80%或 90%帶寬的可編程半帶濾波器實現，且三個后續半帶濾波器（均為 90%帶寬）和 DAC 采樣率為 6 Gsps。提供了一個反 sinc 濾波器來補償 sinc 相關的滾降。額外的半帶濾波器 FIR85 采用四開關架構，可在時鐘下降沿進行插值，從而在 2x NRZ 模式下有效使 DAC 更新速率翻倍。48 位可編程數控振蕩器（NCO）可實現信號的近無限精度數字頻率偏移。NCO 可與僅在 AD9162 中可用的時鐘同步，也可與來自 SERDES 接口和數字數據路徑的數字數據同步。100 MHz 的 SPI 字接口能夠快速更新 NCO 的頻率設置字。

AD9161/AD9162 DAC 內核提供全差分電流輸出，標稱滿量程電流為 38.76 mA。滿量程輸出電流 I_{OUTFS} 用戶可在 8 mA 至 38.76 mA 之間調節，通常為該范圍中間值。

差分電流輸出是互補的。DAC 采用專利的四開關架構，使 DAC 解碼器能夠將輸出頻率范圍擴展到第二和第三奈奎斯特區，可在混頻模式、歸零（RZ）模式和 2x NRZ 模式（啟用 FIR85 時）下工作。在 1x 旁路（僅 AD9162 支持）和 NRZ 模式下運行時，DAC 輸出信號范圍為 0 Hz 至 2.5 GHz。混頻模式可用于訪問 1.5 GHz 至 7.5 GHz 的輸出信號范圍。在 2x NRZ 模式下，通過 NCO 將信號偏移至高達 1.8 GHz 的瞬時帶寬，插值模式下輸出信號范圍為 0 Hz 至 6 GHz。

AD9161/AD9162 支持多芯片同步功能，既能同步多個 DAC，又能為 DAC 建立恒定且可確定的延遲（延遲鎖定）路徑。每個 DAC 的延遲在多個 DAC 時鐘周期內保持恒定，以實現鏈路建立。外部對齊（SYNCEXF）信號使 AD9161/AD9162 Subclass 1 符合 SYRESREF 信號鏈路要求。系統中提供了多種信號處理模式。

SPI 用于配置各種功能模塊并監控其狀態。不同功能模塊和數據接口有特定的操作順序要求（詳見啟動順序部分）。評估板軟件包中包含簡單的 SPI 初始化例程，用于建立 JESD204B 鏈路。本數據手冊詳細介紹了 AD9161/AD9162 的各個模塊，描述了 JESD204B 接口、控制參數和各種寄存器，用于設置和監控設備。推薦的啟動例程可可靠地建立數據鏈路。

JESD204B串行數據接口

JESD204B概述

AD9161/AD9162有八個JESD204B數據端口用于接收數據。這八個JESD204B端口可作為JESD204B鏈路的一部分進行配置，該鏈路使用單個系統參考時鐘（SYREF±）和設備時鐘（CLKC±）。

JESD204B串行接口硬件由三層組成：物理層、數據鏈路層和傳輸層。硬件的這些部分將在后續章節中進行描述，包括如何配置接口的各個方面。圖143展示了AD9161/AD9162串行接口中實現的通信層，用于恢復時鐘和數據去斜，以及在數據被發送到設備的數字信號處理部分之前對數據進行解擾。

物理層在發送器（Tx）和接收器（Rx）之間建立可靠的通道；數據鏈路層負責將數據進行打包和解包。傳輸層接收JESD204B幀并將其轉換為數字樣本。

一系列JESD204B參數（L、F、K、M、N、NP、S、HD）定義了數據的打包方式，并告知設備如何將串行數據轉換為樣本。這些參數在傳輸層部分進行了詳細定義。AD9161/AD9162還具有解擾選項（有關更多信息，請參見“解擾器”部分）。

支持的JESD204B參數的各種組合僅取決于通道數。因此，通過選擇要使用的通道數，可以確定一組唯一的參數。此外，插值速率和要使用的通道數可用于定義配置的其余部分。所需的插值速率和通道數在寄存器0x110中選擇。

AD9161/AD9162有一個單路DAC輸出；然而，為了在芯片上進行復信號處理，當使用插值時，轉換器計數定義為M = 2。

對于特定的應用，要使用的轉換器數量（M）和數據速率變量是已知的。通道速率變量和通道數（L）可以按如下方式進行權衡：

其中，通道速率必須在750 Mbps和12.5 Gbps之間。

實現和恢復通道的同步非常重要。為了簡化與發送器的同步，AD9161/AD9162為每個JESD204B鏈路指定一個主同步信號。SYNCOUT±引腳用作主同步信號，用于所有通道。如果任何鏈路中存在同步請求，發送器會停止向所有鏈路發送數據和時鐘，直到實現同步。