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数模转换器TQ6122的原理和应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:TQ6122是Triquint Semiconductor公司推出的高速D/A转换器,它的转换速率可高达1Gsa/s可用于DDS、高速任意波形发生器以及高速高清晰度显示器的象素生成等方面。文中介绍了该芯片的结构、原理,给出了它的典型应用电路。
  
  关键词:TQ6122 数模转化 ECL
  
  1 引言
  
  TQ6122是一种高速数模转换器芯片。它具有8位数据位和很高的转换速度(可达到1GSa/s),可广泛用于直接数字频率合成、高速任意波形发生器、宽带视频信号生成、高清晰度显示器象素生成等方面。该芯片设计使用灵活方便,只需合理搭配一、二块集成电路和少量的外围电路,即可构成一个完整且性能很高的数摸转换器。
  
  2 芯片结构及引脚说明
  
  2.1 TQ6122的结构特点
  
  TQ6122主要由锁存器、编码器、延时器、电流源阵列、R_2R电阻网络等电路组成。其内部功能结构如图1所示。其主要特性如下:(范文先生网www.fwsir.com收集整理)
  
  ●数模转换速率高达1GSa/s;
  
  ●数字数据位为8位;
  
  ●具有1GHz的模拟信号带宽;
  
  ●输出可直接作为射频的前端;
  
  ●采用44脚QFP封装;
  
  ●时钟输入采用差分ECL电平标准数据输入采用单端ECL电平标准;
  
  ●工作温度范围为-20——85℃;
  
  ●标称功耗为1.3W;
  
  ●无杂散动态范围(SFDR)不小于45dBc.
  
  2.2 TQ6122的引脚功能
  
  TQ6122的引脚排列图如图2所示。各引脚的说明如下(括号中的数字为引脚号):
  
  VSS(1、11、12、33、34、44):-5V数字电源输入端
  
  VAA(22、23):-5V模拟电源输入端
  
  DGND(6、28、37、40):数字地
  
  AGND(13、14、15、18):模拟地。
  
  BLANK(5):该端置高且下降延到达时,内部数据位都被置高。
  
  SELA(7):置高时选择A端数据输入,置低时选择B端数据输入。
  
  A0——A8(26、27等36):数字信号输入端,A7为数据最高位,A0为数据最低位。
  
  B0、…… B7(38等):数字信号输入端,B7为数据最高位,B0为数据最低位。
  
  CLOCK、 CLOCK(9、10):差分时钟输入端。
  
  VOUT、VOUT(16、17):模拟信号输出端,为差分信号。
  
  BLANK DISABLE(19):如果需要用BLANK端,则连到VAA端,若不需要,则连到AGND.
  
  IREF(24):输入参考电流,直接连接到模拟地,是开关阵列的虚拟电流源。
  
  VSENSE(20):输出判断电压,芯片正常工作时有输出,且VSENSE=-4.2V.
  
  VREF(21):电压基准输入端,一般在其VREF=-4V时,输出的模拟信号峰值为1V.
  
  ECLREF(25):可选的ECL电平参考电压,当数据和时钟为ECL电平时,该脚可不接,此时芯片内部产生电压为-1.3V.
  
  3 TQ6122的典型应用
  
  这里仅以TQ6122芯片在背景信号发生器的应用为例,介绍TQ6122在工程实践中的应用。TQ6122输入的数字信号要严格同步,这样才能保证D/A转换器输出的准确性和精度,8位数据位的同步可通过时延控制芯片来调整。T
  
  Q6122模拟信号输出电压可通过负载进行调解,一般可选取典型值为50Ω。
  
  本设计中,D/A转换器的模拟输出为差分信号,其中正端信号作为本级的输出送入频率综合器进行混频,负端信号送到一块检测电路板进行本级的信号检测,以便在没有示波器的情况下对系统进行大致的测试。
  
  TQ6122的使用非常灵活方便,它只需一块电压基准芯片和一块运算放大器以及少量的外围电路即可。这两块集成电路的主要用途是为数摸转换芯片产生参考电压。具体电路如图3所示。
  
  在图3中参考电压的精度、稳定度和抖动对产生的模拟信号精度、稳定度和抖动有很大的影响。MC1403是ONSEMI公司生产的电压基准芯片,该芯片的性能完全可以满足TQ6122对参考电压的要求。电压基准MC1403的输出与芯片的反馈输出Vsense通过运算放大器MC34071构成的负反馈电路可以将VREF很好的稳定在-4V,从而可进一步减小外部电源细微变化的影响,从而确保输出模拟信号的精度和稳定度。
  
  该D/A转换器输出的模拟信号通过滤波电路可滤除V/UHF波段以外的杂波信号,采用MINI公司生产的PLP-90低通滤波器可抑制60dB以上的带外杂波。PLP-90是一种高性能的低通滤波器,90MHz以下的信号

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