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Circuits from the Lab®参阅规划是经过测验的参阅规划，有助于加快规划，一起简化系统集成，协助并处理当今模仿、混合信号和RF规划应战。 |
衔接/参阅器材 |
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AD9139 |
单通道、1.6 GSPS、16位、TxDAC®数模转换器 |
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ADL5375 |
宽带正交调制器 |
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AD9516-1 |
14路输出时钟发生器，集成2.5 GHz VCO |
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评价和规划支撑
电路评价板
AD9139/ADL5375评价板(AD9139-DUAL-EBZ)
数字形式发生器评价板(AD-DPG3)
规划和集成文件
原理图、布局文件、物料清单、软件
电路功用与优势
图1所示的这个电路供给一个同步宽频带发射器，可支撑高达1150 MHz的超宽I/Q带宽。该规划证明了高带内信号功用，如高无杂散动态规模(SFDR)、低差错矢量起伏(EVM)和宽频带规模内的平整频率呼应。
多个通道间的同步功用关于象限差错校对(QEC)尤为重要。启用多芯片同步时，转换器之间的推迟失配或许在一个时钟周期内，而且存在对齐杰出的同步时钟。
高速同步的应战是要在进程、电压和温度(PVT)中到达数模(DAC)时钟周期的精度。要到达这种精度，需求在DAC上施行同步逻辑块，而且有必要在板上精心规划布局和时钟计划以与同步逻辑块合作运用。
该电路可用于支撑E频段中的宽带点对点运用，这可一起保证零中频(ZIF)和复中频(CIF)。超卓的同步功用使其能够支撑雷达等运用中的严厉对齐要求。
图1.AD9139-DUAL-EBZ评价板功用框图
图2.用于完成电路的AD9139-DUAL-EBZ评价板
电路描绘
图2所示的电路板运用双AD9139单通道TxDAC、ADL5375-05宽带正交调制器和AD9516-1时钟发生器。
AD9139的数据时钟输入(DCI)频率可高达575 MHz。因为在上升沿和下降沿捕获的数据均馈入单个DAC，1×形式下的数据速率可高达1150 MSPS。为支撑正交数据，运用了两个AD9139器材来生成基带数据。每个通道的模仿输出别离进入自己的低通滤波器。因而，参阅规划可支撑高达1150 MHz的复合带宽，如图3所示。在如此大规模中的平整度至关重要。因为AD9139包含一个可抵消DAC的内涵sinc滚降影响的反sinc滤波器，DAC后的滤波器平整度变得对总平整度至关重要。关于并行低电压差分信号(LVDS)接口，575 MHz的DDR时钟频率很高。需求细心规划LVDS接口的时序。
图3.双AD9139器材的最大带宽
正交调制器
ADL5375-05是一款宽带正交调制器，输出频率规模为400 MHz至6 GHz。ADL5375-05作为I/Q调制器与AD9139接口，该调制器的频率规模很宽，为400 MHz至6 GHz。AD9139的输出和ADL5375-05的输入共用0.5 V的相同共模电平。
时钟发生和考虑事项
考虑到同步要求，两个AD9139器材的DACCLK、同步时钟和帧时钟都有必要对齐杰出。AD9516-1支撑必需的时钟分配功用，以及为发生更高频率而集成的压控振荡器(VCO)和锁相环(PLL)。禁用VCO和PLL，而且AD9516-1处于时钟分配形式时，更好的时钟相位噪声更利于高速对齐。作为时钟分配形式运用时，在1 GHz输出，分频比为1，10 MHz频偏处，加性相位噪声为147 dBc/Hz。Rohde & Schwartz SMA100A具有超卓的相位噪声功用，用其作为AD9516-1的输入时，AD9516-1的输出总相位噪声挨近时钟分配形式下AD9516-1的最小限值。
AD9139的多芯片同步
双通道间的同步关于QEC至关重要。DACCLK和同步时钟之间需求布局对称。此外，DACCLK和同步时钟之间的相位不得落在树立和坚持时刻窗口内（也称为坚持在窗口外(KOW)）。
同步机制能够到达在DAC输出上多个通道之间在PVT中的失配小于一个DAC时钟周期。以下是完成测验功用的攻略：
1. DACCLK 1和DACCLK 2有必要在AD9139的引脚上对齐杰出。DACCLK 1和DACCLK 2之间的不匹配将添加到输出上的终究不匹配中。
2. 同步时钟1和同步时钟2有必要对齐杰出，而且别离由DACCLK1和DACCLK2采样，用作参阅。
3. DACCLK和同步时钟之间的相对相位不得落在KOW内，如图4所示。
图4.DACCLK和同步时钟之间的时序要求
LVDS接口规划
DCI = 575 MHz时，在PVT中规划LVDS接口通常是一个应战。本节用一个比如阐明怎么规划和优化该接口。
以图5为例，DCI = 491 MHz。依据AD9139数据手册标准，假如DCI和DATA的边际在AD9139的引脚上对齐杰出，当推迟锁相环(DLL)相位设置为零时，KOW（设置时刻 + 坚持时刻）可置于有用窗口中心。
数据有用裕量由如下公式界说。
TDATA VALID MARGIN = TDATA PERIOD − TDATA SKEW − TDATA JITTER − (THOLD + TSETUP)
在整个进程改变、电压和温度中，TDATA VALID MARGIN有必要> 0以保证数据的正确采样。
When DCI = 491 MHz (see Figure 5),
DCI = 491 MHz（见图5）时，
● TDATA PERIOD = 1018 ps
● THOLD + TSETUP = 517 ps
● TDATA SKEW + TDATA JITTER在PVT中有必要小于501 ps，这是用户施行的要求。TDATA SKEW包含LVDS数据总线推迟失配、PVT中DCI和DATA总线之间的偏斜等。
要优化接口规划，用户可履行以下操作：
● 在印刷电路板(PCB)上竭尽或许短的相同长度的走线。
● 经过保证以下各项，优化现场可编程门阵列(PFGA)：
● DCI和DATA的边际在AD9139的引脚上对齐杰出。
● 在温度和电压改变时，DCI和DATA之间的漂移越小越好。
● DCI和DATA之间的颤动越小越好。
扫描DLL相位后，AD9139的样本过错检测(SED)功用也可用于查看DCI和DATA之间的时序联系。
图5.LVDS时序要求
低通滤波器规划
出于试验意图，为了使AD9139的功用不被滤波器约束，在板上规划了一个在240MHz内具有杰出平整度和群推迟功用的滤波器。在实践产品开发中，能够经过添加滤波器的阶数来增强带外按捺。
图6所示的滤波器拓扑结构是一个五阶巴特沃兹滤波器，转机频率为900 MHz。此滤波器的仿真呼应曲线如图7所示。仿真平整度为±0.1 dB（直流至240 MHz）。此滤波器的仿真群推迟曲线如图7所示。
图6.引荐的DAC调制器接口拓扑（Fc = 900 MHz，五阶巴特沃兹滤波器）
图7.DAC调制器与900 MHz五阶巴特沃兹滤波器接口的频率呼应（模仿）
图8.滤波器的群推迟
布局主张
应特别注意AD9139和ADL5375接口的布局。以下是一些取得较好噪声和杂散功用的主张。图9显现了一个遵从这些主张的顶层布局图：
● 将DAC、滤波器和调制器放在PCB的同一侧。
● 收紧滤波器布局：削减L和C的禁区裕量。
● 将对地电容分三路接到GND平面。
● 缩短DAC到调制器的间隔。
● 使一切I/Q差分走线长度坚持杰出的匹配。
● 滤波器端接电阻尽或许接近调制器输入端放置。
● DAC输出50 Ω电阻尽或许接近DAC放置。
● L和C运用0402封装。
● 加宽经过滤波器网络的走线以下降信号损耗。
● 在一切DAC输出走线、滤波器网络、调制器输出走线和LO输入走线周围设置通孔。
● 将本振(LO)和调制器输出走线布设在不同的层上或互相成90°角，避免耦合。
图9.一般布局主张
拜访 www.analog.com/CN0432-DesignSupport 获取规划支撑包，在随附的AD9139-DUAL-EBZ布局文件中了解有关正确布局的更多信息。
电路评价与测验
下节描绘怎么设置和测验评价板。这些过程概述了完成评价板功用和成果所需的根本过程。有关更具体的信息，请参阅AD9139-DUAL-EBZ评价板快速入门攻略。
需求的设备
需求运用以下硬件：
● AD9139-DUAL-EBZ
● AD-DPG3
● Agilent E3631A电源（或平等电源）
● 频谱分析仪PXA N9030A
● Rohde & Schwartz SMA100A信号发生器
● 带USB端口的PC
● USB电缆
需求运用以下软件：
● DPG downloader
● ACE软件
测验设置
下节描绘运用64 QAM数字调制丈量邻道功率(ACP)和调制差错率(MER)功用的具体信息。测验设置灵敏，也能够履行其它丈量。测验设置如下图10所示。AD9139-DUAL-EBZ评价板的硬件、SPI软件、快速入门攻略(QSG)以及DPG3硬件和软件均已发布。
运用一个Keysight E3631为P5/P6上的电路板供给5 V电源。运用一个R&S SMA100A为板上的AD9516-1供给输入时钟。再运用一个R&S SMA100A为ADL5375-05供给LO时钟。AD9139经过串行外设接口(SPI)软件进行编程。PC上运转的DPGDownloader生成AD9139的发射矢量并将其下载至DPG3。ADL5375-05的输出馈入Keysight PXA N9030A。
图10.测验设置功用框图
丈量成果
图11.ACP丈量，LO = 2.5 G，BW = 6 × 80 = 480 MHz (CIF)
图12.MER/EVM丈量，LO = 2.5 G，BW = 6 × 80 = 480 MHz (CIF)
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