發(fā)射應(yīng)用中多個高速、復(fù)用DAC的同步

通過輸入數(shù)據(jù)移位實現(xiàn)DAC相位調(diào)整

可以利用Xilinx® FPGA中先進(jìn)的數(shù)字時鐘管理程序(DCM)來檢測兩個MUX-DAC的數(shù)據(jù)時鐘之間的相位差異(圖6)。DCM1生成一個與DATACLK1和DATACLK2相同頻率的時鐘。以時鐘周期的1/256為間距對DCLK1的延遲進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。觸發(fā)器DFF1和DFF2在每個時鐘周期對DATACLK1和DATACLK2進(jìn)行一次采樣。如果DFF1在DATACLK1為低時采樣DATACLK1，DFF1會輸出固定的“0”。如果DFF1在DATACLK1為高時采樣DATACLK1，DFF1會輸出固定的“1”。所以DFF3和DFF4可在任意時鐘相位定時，與DCLK1的延遲設(shè)置無關(guān)。通過將DCLK1的延遲進(jìn)行分級，使用DCM1的動態(tài)延遲調(diào)整功能以及讀取DFF3和DFF4的輸出，我們可以得到基于DATACLK1和DATACLK2上升沿的延遲設(shè)置。根據(jù)延遲設(shè)置，我們可以計算出為了保持MUX-DAC1和MUX-DAC2輸入數(shù)據(jù)的同相，MUX-DAC1的輸入數(shù)據(jù)需要延遲的DAC時鐘周期數(shù)。FPGA中4 x 4桶形移位器的實現(xiàn)可使數(shù)據(jù)等待時間以一個DAC時鐘周期為增量進(jìn)行改變(參見圖6)。

MAX19692有四個并行數(shù)據(jù)端口A、B、C和D。輸入DAC的數(shù)據(jù)序列是An、Bn、 Cn、Dn、An+1、Bn+1、Cn+1、Dn+1、An+2等。12位4 x 4柱形移位器(圖6)允許輸入MUX-DAC1的數(shù)據(jù)延遲-1、0、1或2個CLK周期。因此可以進(jìn)行數(shù)據(jù)等待時間的調(diào)整直到兩個DAC的輸出數(shù)據(jù)同相。這樣的話，兩個DAC的數(shù)據(jù)時鐘可能相距幾個整數(shù)時鐘(CLK)周期且不再改變。由于DAC的建立和保持時間以數(shù)據(jù)時鐘為基準(zhǔn)，所以兩個DAC的數(shù)據(jù)時序必須不同?？梢酝ㄟ^驅(qū)動DAC的FPGA中的多個DCM來實現(xiàn)。


圖6. 利用FPGA中桶形移位器的實現(xiàn)完成MUX-DAC的同步

每個DAC使用一個PLL實現(xiàn)DAC同步

如果DAC使用鎖相環(huán)(PLL)合成器來定時，那么同步兩個DAC的方法就是每個DAC使用單獨的PLL (圖7)。DAC1和DAC2的LVDS數(shù)據(jù)時鐘輸出相位與參考時鐘相比較。這樣的話，DAC的內(nèi)部時鐘分頻器在時鐘生成PLL中作為反饋分頻器使用。


圖7. 每個DAC使用一個PLL實現(xiàn)MUX-DAC同步

這種方法中，兩個DAC的建立和保持時間相匹配。但是這種方法有兩個缺點，兩個PLL會帶來額外的成本且PLL的相位噪聲極限可能會造成性能極限。

結(jié)論

MAX19692為2.3Gsps、12位、可工作于多個奈奎斯特頻帶內(nèi)的DAC，具有集成的4:1輸入數(shù)據(jù)多路復(fù)用器，是I/Q應(yīng)用中的理想器件。當(dāng)I/Q應(yīng)用中MAX19692的使用被強(qiáng)調(diào)時，所討論的方案同樣適用于其它DAC和應(yīng)用，比如在多于兩個通道應(yīng)用中使用的MAX5858A。本文所推薦的方案適用于任意數(shù)量的DAC。為了對高速器件進(jìn)行正確的同步，還必須考慮與電路板引線相關(guān)的延遲。