从一串数字点表到示波器上干净的模拟波形,中间隔着最后、也最关键的一道环节——数模转换。波形点表的分辨率再高、时钟再稳,若落到一颗动态性能不足的DAC上,输出的正弦顶部依旧会起毛刺,邻频也会冒出杂散。对任意波形发生器而言,DAC就是信号质量的最后一道闸门。

一、任意波形发生器对DAC的双重要求
任意波形发生器把存储的波形点表逐点还原为模拟信号,它对DAC的要求集中在两个维度。其一是垂直分辨率要足够细——16位意味着65536个幅度等级,正弦波的量化台阶几乎不可见;其二是输出要足够干净,即除了目标波形,附带多少谐波与杂散。一颗SFDR仅有60余dBc的DAC,生成的「纯净正弦」实则裹着一圈杂散,用作接收机测试信号源时反而成为干扰源。
二、DAC2167:一颗把精度与纯度收进72引脚QFN的DAC
芯动神州DAC2167是一款双通道、16位、最高250MSPS的数模转换器,对标ADIAD9747,Pin-to-Pin兼容,面向射频信号发生器、任意波形发生器等仪器仪表场景。其关键规格如下表所示:

从表中可见,DAC2167在16位分辨率与83dBc SFDR的组合下,既保证波形幅度精细,又保持输出基底干净,可直接作为测试信号源使用。
三、16位与83 dBc:幅度精细且基底干净
16位分辨率保证了波形幅度被精细量化,正弦波与任意调制包络的台阶效应被压制到肉眼与仪器均难以察觉的程度。83 dBc的SFDR(输出20 MHz)与87 dBc的IMD,意味着DAC生成的信号基底足够干净,直接作为测试信号源使用时不会污染被测设备自身的动态范围。DAC2167的专有开关输出级支持混频模式,允许在超过奈奎斯特频率的频段输出。工程师可将数字点表设计成带镜像的频谱,使DAC在第二、第三奈奎斯特区直接重建更高频的信号,从而省掉后级上变频链路。这一特性对需要从低频精密波形扩展到射频中频波形的宽带信号源尤为重要。
四、双通道I/Q与辅助DAC:工程落地的灵活性
双通道16位架构可分别输出I、Q两路正交分量,直接对接模拟正交调制器构建矢量信号源,这是通信制式测试与软件无线电平台的常用结构;在单端口模式下两路数据交叉存取,硬件布线更简洁。10位辅助DAC可在系统校准阶段补偿输出直流偏移,配合片内增益与失调补偿寄存器,发射链路的线性度可在数字域精细调优。可编程的差分电流输出(8.6mA至31.7mA)使DAC2167能经变压器或运放灵活适配不同负载电平;4线SPI配置、LVCMOS数据接口与IQSEL帧信号均与原设计对齐,FPGA端的波形推送逻辑基本可复用。
五、在测试测量平台中的典型部署
射频信号发生器:利用高SFDR与混频模式,直接生成射频中频测试信号,无需外加变频链路。
任意波形发生器:16位分辨率保证波形精细度,适合函数发生、脉冲生成与自定义波形输出。
通信制式测试设备:WCDMA、TD-SCDMA等制式的单载波测试信号合成,依托80dBc量级的ACLR保证邻道干净。
宽带点对点通信:LMDS、MMDS等宽带链路的点表信号生成,双通道支持I/Q正交架构。
六、量产可控,供货稳定
DAC2167在国内量产,与AD9747Pin-to-Pin兼容,既有任意波形发生器与信号源板卡无需重画PCB即可替换验证。对于测试测量设备的长生命周期属性而言,稳定的交期与可控的供货节奏,往往比单一参数更影响产品规划。芯动神州提供评估板、参考原理图与寄存器配置指南,缩短从选型到量产的导入周期。
七、结语
测试测量对信号源带宽与纯度的要求持续抬升,任意波形发生器正从台式设备走向更宽的应用面。一颗高动态、双通道、带混频能力的DAC,恰好把信号重建的精度与灵活度收进一颗72引脚QFN之中,为国产仪器信号链补上了关键的一环。

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