今日，关于新IC元器材和技能的需求仍然以令人吃惊的速度添加。商业和国防工业是需求添加的首要影响要素。现在触及半导体职业的大部分新标准都围绕着下降尺度(size)、分量(weight)和功耗(power)而打开–即SWaP.在半导体职业，咱们经过不断改善的技能以及更奇妙的规划来满意这些要求。但是，功用也是要害需求，尤其是GSPS范畴的数模转化器(DAC)技能。为了跟上这一脚步，人们常常疏忽了要害的模拟输出匹配网络。
为了供给更高的清晰度，一般以为高频是超越1 GHz的频率，高速是超越1 GSPS的速度;更重要的是，终究用户或许会在DAC之后集成一个放大器，因而可用信号便不那么依靠于信号电平，而更多地依靠噪声和保真度。本文将评论匹配元器材及其互连， 并在挑选变压器或巴伦，以及触及到运用衔接装备技巧时要点重视要害标准。终究，本文将供给一些思路和优化技巧，阐明在GHz区域作业的DAC怎么完成宽带滑润阻抗改换。
布景信息
DAC用处广泛，最常见的用处包含：商业和军事通信中的高频杂乱波形生成、无线根底设施、自动测试设备(ATE)以及雷达和军用搅扰电子产品。 体系架构师找到适宜的DAC后，有必要考虑输出匹配网络，以坚持信号结构。元件选型和拓扑较之早年更为重要，由于GSPS DAC运用要求作业在超奈奎斯特频率下，此刻所需的频谱信息坐落第二、第三或第四奈奎斯特区。
准备常识
首要让咱们来调查DAC的效果，及其在信号链中的方位。DAC的效果很像信号发生器。 它能在中心频率(Fc)规模内为杂乱波形供给单音。曾经，Fc最大值坐落榜首奈奎斯特区中，或许为采样频率的一半。较新的DAC规划具有内部时钟倍频器，能够有用地倍增榜首奈奎斯特区;可将其称为“混频方式”操作。运用混频方式的DAC天然输出频率响应具有sinX/e^(X^2)曲线的形状，如图1所示。
体系架构师可参阅产品数据手册，了解元器材功用。许多时分，比如功率水平缓无杂散动态规模(SFDR)等功用参数会给出多种频率下的数值。正确的体系规划人员可将同一个DAC运用于上文所述的超奈奎斯特区中。值得留意的是，在较高频率下(或较高区域中)预期输出电平将会低得多，因而许多信号链会在DAC之后集成一个额定的增益模块或驱动放大器，以补偿该损耗。
图1: DAC Sinx/x输出频率响应与混频方式的联系
元器材方面的考虑，如挑选输出巴伦
只要终究用户规划和测得的最佳功用GSPS DAC才是好器材。为了最大程度发挥高品质DAC的功用，应当只选用最好的元器材。有必要在一开始就作出重要的电路决议。 数据手册上的DAC功用是否供给了满意的输出功率?是否需求有源器材?信号链是否需求从DAC差分输出传送至单端环境?是否需求用到变压器或巴伦?巴伦的适宜阻抗比是多少?本文将要点评论巴伦或变压器的运用。
挑选巴伦时，应细心考虑相位和起伏不平衡1.阻抗比(即电压增益)、带宽、插入损耗和回损相同也是重要的功用考虑要素。 选用巴伦进行规划并不总是简单明了。例如，巴伦的特性随频率而改动，这会给预期蒙上暗影。有些巴伦对接地、布局布线和中心抽头耦合灵敏。
体系规划人员不该彻底依据巴伦数据手册上的功用作为器材挑选的仅有根底。经历在这里能够发挥巨大效果：存在PCB寄生效应时，巴伦以新的方式构成外部匹配网络;转化器的内部阻抗(负载)相同成为等式的一部分。
挑选巴伦时需留意的重要特性有许多，本文不作深化评论。
现在市场上，Anaren、Hyperlabs、Marki Microwave、MiniCircuits和Picosecond作为最佳解决方案，可供给最宽的带宽。这些专利规划选用特别拓扑，答应只选用单一器材完成千兆区域带宽扩展，然后供给更高的平衡度。
运用单个巴伦或多个巴伦拓扑时，终究需求留意的一点是，布局关于相位不平衡相同具有重要效果。 为在高频下坚持最佳功用，布局应尽或许对称。不然，走线细微失配或许使选用巴伦的前端规划变得毫无用处，乃至使动态规模受限。
输出匹配
依靠频率的元器材将会一直约束带宽，如并联%&&&&&%和串联电感。也就是说，考虑优化而非匹配，或许更为有用。今日，巴伦的超宽带宽简直不或许“合作”多倍频程频谱规模。对以上参数的优化则要求对体系的终究用处有深化的了解。例如，电路是否需求供给最大功率传输，而较少考虑SFDR?或许是否需求最高线性度规划，一起杰出SNR和SFDR而较少考虑DAC的输出驱动强度?这意味着在运用中，应当权衡每个参数的重要性。
本例中，如图2所示为AD9129 GSPS DAC输出网络。该网络中的每个电阻和巴伦都可改动，但是跟着每个电阻值的改动，功用参数也会如表1所示发生改动。
图2: AD9129 DAC输出前端功用框图
表1: 几种景象的数据界说
读者需留意，最佳元器材值之间的差异十分小。巴伦元件具有最大的改动值。下文图3中的数据显现DAC宽带噪声输出方式的优化;DAC只是在悉数可用频谱带宽中发生信号音。开始的景象显现榜首奈奎斯特区的可用功率下降，而第二、第三和第四奈奎斯特区中极有或许呈现混叠信号音。景象2显现榜首和第二奈奎斯特区中的输出电平添加，以及较高奈奎斯特区中的可用功率下降。终究，景象3为最佳状况，看上去在榜首和第二奈奎斯特区具有杰出的输出功率，一起比较景象1,区域3和4中的可用功率坚持在最低水平。
图3: 宽带噪声方式中的DAC功用
图4和5显现DAC为单音方式时的记载数据。图5显现多个奈奎斯特区中不同频率的输出功率水平。 图4显现各种景象与DAC输出频率下的SFDR.读者应当对参数规划的权衡取舍有一个更全面的了解，由于跟着规划进程的打开，有必要了解这些参数并对其优化。明显，景象1能够经过替换为带宽更宽的巴伦解决方案加以改善，即景象2。
在第二奈奎斯特区取得更高的功率水平缓更佳的SFDR。此外，景象3中选用1:2宽带巴伦，则改善后的功率水平便得到了坚持，一起进一步改善了体系的SFDR。其它重要发现有：在1900MHz邻近存在SFDR的“最有用点”。该功用独立于输出元器材，这是由于DAC存在内部阻抗。
图4: SFDR功用比照
图5: 输出功率水平比照
定论
GSPS DAC的最新开展可让规划人员在发射信号链上略过多个混频级，直接处理所需的RF频段。运用GSPS DAC时，有必要细心考虑输出网络。规划高速、高分辨率转化器布局时，不容易照顾到一切的详细特性。从DAC输出差分环境转化至单端RF输出时，有必要特别留意巴伦的挑选。
别的，规划GSPS DAC输出网络时，有必要留意网络的布局与拓扑;走线宽度和长度是十分重要的参数，需加以优化。记住，为了“合作”特定运用，需求满意许多参数。
