宽带RF信号处理

AD9144是一款四通道、16位、高动态范围数模转换器(DAC)，提供2.8 GSPS最高采样速率，可以产生高达奈奎斯特频率的多载波。 DAC输出经过优化，可以与ADI公司的ADRF672x模拟正交调制器(AQM)无缝接口。可选三线式或四线式串行端口接口(SPI)允许对许多内部参数进行编程和回读。 满量程输出电流可以在13.9 mA至27.0 mA典型范围内进行编程。 AD9144提供88引脚LFCSP封装。

产品特色

1. 高于1 GHz的超宽复信号带宽，支持新兴的宽带和多频带无线应用。
2. 先进的低杂散与失真设计技术，从基带到高中频的宽带信号可以实现高质量合成。
3. 支持JESD204B子类1，可简化软件和硬件设计中的多芯片同步。
4. 对于具有串行器/解串器(SERDES) JESD204B 8通道接口的数据接口宽度，引脚更少。
5. 可编程发射使能功能有助于轻松实现功耗与唤醒时间之间的设计平衡。
6. 小型封装，尺寸为12 mm × 12 mm。

应用

• 无线通信
  3G/4G W-CDMA基站
  宽带中继器
  软件定义无线电
• 宽带通信
  点对点
  本地多点分配服务(LMDS)，以及多通道多点分配服务(MMDS)
• 发射分集、多路输入/多路输出(MIMO)
• 仪器仪表
• 自动测试设备

AD9625是一款12位单芯片采样模数转换器(ADC)，其可在转换速率高达每秒采样2.5千兆(GSPS)下运行。 本产品用于采样高至第二奈奎斯特区域的宽带模拟信号。 AD9625结合了宽输入带宽、高采样率和优异的线性度，其非常适合于频谱分析仪、数据采集系统以及各式军工电子应用，比如雷达和干扰/抗干扰测量。

模拟输入、时钟和SYSREF信号均为差分输入。 基于JESD204B的高速串行输出可在1、2、4、6或8通道配置中进行配置。 额定温度范围为-40 ℃至+85 ℃的工业温度范围。

产品特色

1. 高性能： 高采样率下出色的SFDR应用、直接RF采样以及片内基准电压源。
2. 灵活的数字数据输出格式，基于JESD204B规格。
3. 控制路径SPI接口端口，其支持各种产品特性和功能，如数据格式、增益和偏移校准值。

应用

• 频谱分析仪
• 军用通信
• 雷达
• 高性能数据存储示波器
• 有源干扰/抗干扰
• 电子监控和对抗

这款双通道ADC内核采用多级、差分流水线架构，并集成了输出纠错逻辑。 每个ADC均具有宽带宽输入，支持用户可选的各种输入范围。 集成基准电压源可简化设计。

模拟输入和时钟信号均为差分输入信号。各ADC数据输出内部连接到两个数字下变频器(DDC)。各DDC最多由五个级联信号处理级组成：12位频率转换器(NCO)以及四个半带抽取滤波器。默认会旁路DDC。

除了DDC模块，AD9680还具备其他功能，能够简化通信接收机的自动增益控制(AGC)。 利用ADC的快速检测输出位，可编程阈值检测器可以监控输入信号功率。 如果输入信号电平超过可编程阈值，快速检测指示器就会变为高。 由于该阈值指示器的延迟极短，因此用户能够快速调低系统增益，从而避免ADC输入端出现超量程现象。

用户能将子类1 JESD204B高速串行输出配置为1、2或4通道，具体取决于DDC配置和接收逻辑器件的可接受通道速率。 通过SYSREF±和SYNCINB±输入引脚，可提供多器件同步支持。

AD9680具有灵活的掉电选项，在需要时可以明显降低功耗。 这些特性均可通过1.8 V 至3.3 V三线式SPI进行编程。

AD9680采用64引脚无铅LFCSP封装，额定温度范围为−40 ℃至+85 ℃工业温度范围。 该产品受美国专利保护。

产品聚焦

1. 较宽的全功率带宽，支持高达2 GHz的IF信号采样。
2. 提供可编程输入端的缓冲输入，简化了滤波器设计和实施。
3. 四个集成式宽带抽取滤波器和数控振荡器(NCO)模块支持多频段接收器。
4. 灵活的串行端口接口(SPI)控制各种产品特性和功能，满足特定系统要求。
5. 可编程快速超量程检测。
6. 9mm x 9mm 64引脚LFCSP封装

应用

• 通信
• 分集多频段、多模数字接收器
  3G/4G、TD-SCDMA、W-CDMA、GSM、LTE
• 通用软件无线电
• 超宽带卫星接收器
• 仪器仪表
• 雷达
• 信号情报(SIGINT)
• DOCSIS 3.0 CMTS上游接收路径
• HFC数字反向路径接收器

自动增益控制(AGC)电路在很多应用中都非常重要，例如频率合成器的幅度稳定、发射机输出功率控制或接收机动态范围优化。图1所示电路采用ADL6010检波器、HMC985A电压可变衰减器(VVA)和HMC635 RF放大器，在很宽的输入频率（20 GHz至37.5 GHz）和幅度范围内提供自动增益控制。在20 GHz和30 GHz之间，电路性能（通过本电路笔记中介绍的AGC品质因数来衡量）非常好。在30 GHz以上，电路的总增益会下降。然而，利用匹配技术（本电路笔记未予讨论）可以改善窄带性能。

该AGC电路适用于微波仪器仪表和雷达测量系统。

The circuit shown in Figure 1 is an RF power measurement circuit that accurately measures the power from an RF signal source within a frequency range of 9 kHz to 6 GHz, and has a nominal input power range of 45 dBm (−30 dBm to +15 dBm).

A simple calibration routine can be performed at multiple frequencies to compensate for any frequency response variation of the circuit. Calibration data is stored in a lookup table, which is referenced during the RF power measurement.

图1所示电路框图是一个低相位噪声转换环路频率合成器（也称为偏移环路）。此电路将ADF4002 锁相环 (PLL) 的较低100 MHz参考频率转换到5.0 GHz至5.4 GHz的较高频率范围，后一频率由本振 (LO) 频率决定。

与仅采用PLL的频率合成器相比，转换环路频率合成器的相位噪声非常低 (<50 fs)。相位噪声之所以很低，是因为ADF4002整数N分频PLL使用的N值非常低，该N值用于控制压控振荡器 (VCO)。本例中，ADF4002鉴频鉴相器 (PFD) 运行频率为100 MHz，N = 1，所产生的相位噪声性能不受PLL的N值限制。

图1所示电路可以准确测量无线发射器中的回损，测量范围为1 GHz至28 GHz，无需系统校准。

设计在单电路板上实现，采用一个非反射式RF开关、一个微波RF检波器和一个12位精密模数转换器(ADC)。为了在尽可能宽的频率范围内评估电路，采用了一个带SMA连接器的双端口定向耦合器，而非窄带表贴式定向耦合器。

电路可测量最高达20 dB的回损，输入功率范围为25 dB(在较小的输入功率范围内，可以测量超过20 dB的回损)。

电路的一个独有特点是可以利用来自RF检波器的数字化电压的一个简单比值来计算回损，因而无需系统校准。

图1所示的电路使用RF MEMS开关在两台表贴RF衰减器和两条直通路径之间路由RF信号。

衰减RF信号通常在RF测试仪器仪表和接收器前端完成，以保护下游电路并扩大动态范围。使用分立式衰减器和开关可最大程度提升设计灵活性，增加路由选项。在图1电路图中，两个ADGM1304单刀四掷(SP4T) RF MEMS开关按背靠背方式配置，在输入和输出端之间产生了四条独立可切换路径。前两条路径是直通传输线，第三条包含一个6 dB衰减器，第四条包含一个9 dB衰减器。实现此应用的关键在于：利用超低的插入损耗和高线性度开关，在不同路径选项之间进行多路复用。

开关必须对RF信号尽可能没有影响，且应尽量避免增加插入损耗和失真。ADGM1304开关在2.5 GHz时提供同类最佳的插入损耗0.26 dB，以及69 dBm的典型三阶交调截点(IP3)性能。除了插入损耗和失真之外，MEMS开关为此应用带来的另一个关键优势是其能够传输真正的直流信号。这意味着，在典型RF仪器仪表衰减器开关应用中开关不会限制低频工作，使得仪器仪表能够在必要时传递直流偏置电压。

ADGM1304器件的物理尺寸为4 mm × 5 mm × 0.95 mm，与传统的机电继电器开关解决方案相比，它大幅减小了印刷电路板(PCB)的面积。此外，ADGM1304开关的启动速度为30 μs，与机电继电器相比有显著提升，后者是毫秒量级，并在测量系统中引入显著延时。ADGM1304器件的启动生命周期可保证10亿个周期，与机电继电器相比，这是一大改进，此外，它还大幅提升了系统的整体可靠性。