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一34一 《国外电子元器r4)2oo4年第ll期 2004年l1月
●新特器件应用
高速DAC AD97 1 2B/AD97 1 3B的原理和应用
李伟, 程斌
(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)
摘要:AD9712B/AD9713B是一款12位的ECL/rITL兼容高速数模转换器,是针对DDS,信号重构,高
质量图像信号处理等应用而专门设计的.该芯片具有小的毛刺和快速建立时间,以及良好的动态
性能和谐波抑制能力,因而在各种信号产生设备中有着大量的应用.文章介绍了该芯片的结构和
原理,同时给出了一个AD9713B在雷达视频信号处理中的应用实例.
关键词:DAC; AD9712B/AD9713B; 视频信号
分类号:TN79 .2 文献标识码:B 文章编号:1006—6977(2004)ll一0o34—03
Principle and Application of Hi.gh—speed DAC AD9712B/AD9713B
LI Wei. CHENG Bin
Abstract:AD9712B/AD9713B is a high—speed 12一bit digital—to—analog converter(compatible with ECT/
1r] )featuring mini—burrs,fast time—generating function,favorable dynamic performance and capability to
control tuning wave,as it is designed for the application of DDS,signal meonfiguration and image signals of
high quality.This kind of chip finds application in signal generating devices of varieties.In this article the prinei-
pie and application of this kind of chip are introduced and meanwhile an application ease of radar video frequen-
cy signal is given.
Keywords:DAC;AD9712B/AD9713B; video frequency signal
在为线性调频的雷达视频目标产生模拟信号的
过程中,为了得到高质量的视频模拟信号,其前端通
常采用数字信号处理或DSP+FPGA的结构来设计,
然后经过数模转换和低通滤波以生成视频目标模拟
信号.而后端所选用的数模转换芯片的性能优劣对
信号的质量有着极为重要的影响.
AD9712B/AD9713B是AD9712/AD9713的替代
产品,为12位高速数模转换器.同AD9712/AD9713
相比,该器件具有更好的静态性能和动态特性.其中
AD9712B与ECL兼容,更新速率可达100MSPS;而
AD9713B则与rI]rI 兼容,更新速率可达80MSPs.由
于该D/A转换器是针对DDS,波形重构和高质量图
像信号处理等应用而设计的,因此,这两款芯片在动
态特性方面表现特别突出,并且具有优良的谐波抑
制能力.本文选用AD9713B来输出雷达视频目标模
拟信号.
1 AD9712B/AD9713B的主要特点
AD9712B的数据输人口D1～D12和使能口
LATCH ENABLE与ECL兼容,内部ECL参考节点也
与10K ECL器件相匹配.而在AD9713B中,每个输
人口均加进了TTL转换单元.除这点以外,AD9712B
字节的指纹数据.
5小结
随着信息技术的发展,计算机安全技术和身份
认证技术对于人们的工作与生活来说越来越重要.
生物特征识别技术为信息社会日益迫切的安全需求
提供了一个较好的解决方案.文中基于MBF200的
指纹传感器具有自动指纹检测功能,可支持多种接
口模式,而且设计方便,故将得到广泛的应用,具有
一定的实用价值.
参考文献
【1】Fujitsu.MBF200 DATASHEET.2002.
收稿日期:2004—05—08
咨询编号:041113
维普资讯 http://www.cqvip.com
高速DAC AD9712B/AD9713B的原理和应用 一35一
和AD9713B是完全相同.
AD9712B/AD97l3B的主要特性如下:
●具有100MSPS的更新速率;
●与ECL/TFL兼容;
●无杂散动态范围SFDR为70dBc(1MHz);
●毛刺电压低至28p
●建立时间快(27ns);
●低功耗:725mW;
●1/2 kSB DNL(B Grade):
●具有40MHz乘积带宽.
2 AD9712B/AD9713B的结构功能
图1为AD9712B/AD9713B的内部结构框图,由
图可见,该芯片主要由解码/驱动电路,传输锁存器,
开关网络,可调放大器四个子模块构成.此外,其片
内包含的内部电压参考源也进一步减少了外围接口
器件的数量.
AD9712B/AD9713B高速数模转换器利用MSB
(Most Significant Bit)解码和分割技术来减少毛刺,并
可获得12位的线性特性.D1 D4被解码后可用来
驱动15个离散的电流源,D5和D6已经过二进制量
化,D7一D12用于R一2R电阻网络.这种分段结构
可减少因为毛刺引起的频率误差.
AD9712B/AD9713B的内部参考源可提供1.18"q
的参考电压,而其开关网络则用于提供互补的输出
电流IoUT和IOUT.两款器件均采用28脚DIP和PLCC
封装形式.现将各引脚的功能说明如下:
D1一D12:12Bits数字信号输入脚:
DIGITAL—Vs:一5.2V数字电源输入端;
MSB
解码器
驱动器
LSB
锁 存
器
开关
网络
[!Z
大
18
参考源输出 放大器输入
IOUT
IOUT
蠢 源
蓉奋器
图1 AD9712B/AD9713B的结构框图
ANALOG RETURN:模拟地反馈,通常接地;
I叭 :模拟电流输出,满量程时对应全'1'输入;
ANAIDG—Vs:一5.2V模拟电源输入端;
:互补模拟电流输出端,0幅值输出时对应全
'1'输入;
REFERENCE IN:通常接到CONTROL AMP OUT
端口,该引脚上的电压变化对满量程输出值有着直
接的影响;
CONTROL AMP OUT:内部可调放大器输出,用
于给电流开关网络提供一个温度补偿驱动输出;
CONTROL AMP IN:在没有接外部参考源时,通
常接到REFERENCE OUT脚;
REFERENCE OUT:内部参考电压(一1.18V),通
常接到CONTROL OUT脚;
REFERENCE GROUND:内部参考电压源和放大
器的返回地:
DIGITAL+Vs:+5V数字电压输入端;
R哪:外部阻抗参考,当采用内部放大器时,满量
程电流输出为128(Reference Voltage/Rszr),该脚的外
接电阻通常取7.5kQ;
lATCH ENABLE:数据传输使能口,低电平有效;
DIGITAL GROUND:数字地.
3 AD9712B/AD9713B的应用
AD9712B/AD9713B主要用于ATE,信号重构,任
意波形产生,数字频率综合,信号产生等设备中.下
面以AD9713B在某线性调频雷达视频目标模拟信
号产生单元中的应用为例,介绍该芯片在实际应用
中的电路设计方法.
3.1 AD9713B的外围电路设计
该设计要求输出六路相位相同的雷达视频目标
模拟信号,分别为:同相和支路,同相方位差支路,同
相俯仰差支路,正交和支路,正交方位差支路,正交
俯仰差支路.这六条支路的电路结构完全相同,因
而可以借结构的对称性保证各支路间相位的一致.
下面以同相和支路为例说明该芯片的应用.
在同相和支路中,前端DSP+FPGA的输出数据
被送人DAC芯片AD9713B,数据的采样速率为
60MHz.AD9713B的输出模拟信号为+1.5V的脉冲
信号. AD9713B的典型应用电路如图2所示.
为了获得12位的线性精度和较高的更新速率,
能吏
维普资讯 http://www.cqvip.com
一36一 《国外电子元器~~)2004年第11期 2OO4年11月
图2 AD9713B的典型应用电路
可在模拟电源和数字电源端加上一个0.1ttF和一个
0.01ttF的滤波电容,并在电路板上单独为并行结构
的六片DAC留出一个地层,所有的地连同参考电压
源和模拟输出器件的地都应直接连到这个地层上.
DAC的地层则应在频率较高处的某一点被连接到
系统地上.
图2电路利用了AD9713B的内部参考源,设计
时可将REFERENCE OUT(Pin 20)引脚接到AMP IN
(Pin 19)脚,再将AMP OUT(Pin 18)通过一个20Q的电
阻接到REFERENCE (Pin17)脚,0.1ttF的瓷片电容
接在17脚和15脚之间,可用来消除切换噪声.
满量程电流输出是由Vco~mo AM 和R 决定
的,公式如下:
IoU1'Fs):128t v∞Nn田L枷P /R
如果内部参考电压VCOSTROL 为一1.18V,尺船r
为7.5kfi,那么,满量程电流,鲫rFs)将为
20.14mA.如输出负载为75Q,则输出电压Vout为
1.51V.
3.2 DAC输出端低通滤波器的选取
为了在AD9713B的输出端获得较高的信号质
量,还应滤除输出信号中的镜像信号分量.如要求
数据采样速率为60MHz,假设雷达视频目标模拟信
号的频带为0～8MHz,则AD9713B输出信号的频带
(包含有镜像分量)将为(60M★k一8M)Hz～(60M★
k)Hz和(60M★k)Hz～(60M★k+8M)Hz,其中k:
0,1,2,3,4……所以,设计时应选用合适的低通滤波
器件来滤除镜像信号.
确定雷达视频目标模拟信号的频带范围
是选取低通滤波器件的关键.本文运用Mat-
w lab6.5软件对雷达视频目标模拟信号进行了
仿真分析.仿真结果如图3所示.
由仿真结果可以看出,本设计中,雷达视
频目标模拟信号的频带范围大约为0～
10MHz,距离最近的镜像信号出现在5O～
60MHz频率处.所以,选取3dB通带为
10.7MHz的低通滤波器就可以很好地将镜像
信号滤除.
OUT
4 总结
本文介绍的高速数模转换芯片AD9712B/
咨询编号:041114
匪一
篓; 一
维普资讯 http://www.cqvip.com
·上一篇：雷达液位计●新特器件应用
高速DAC AD97 1 2B/AD97 1 3B的原理和应用
李伟, 程斌
(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)
摘要:AD9712B/AD9713B是一款12位的ECL/rITL兼容高速数模转换器,是针对DDS,信号重构,高
质量图像信号处理等应用而专门设计的.该芯片具有小的毛刺和快速建立时间,以及良好的动态
性能和谐波抑制能力,因而在各种信号产生设备中有着大量的应用.文章介绍了该芯片的结构和
原理,同时给出了一个AD9713B在雷达视频信号处理中的应用实例.
关键词:DAC; AD9712B/AD9713B; 视频信号
分类号:TN79 .2 文献标识码:B 文章编号:1006—6977(2004)ll一0o34—03
Principle and Application of Hi.gh—speed DAC AD9712B/AD9713B
LI Wei. CHENG Bin
Abstract:AD9712B/AD9713B is a high—speed 12一bit digital—to—analog converter(compatible with ECT/
1r] )featuring mini—burrs,fast time—generating function,favorable dynamic performance and capability to
control tuning wave,as it is designed for the application of DDS,signal meonfiguration and image signals of
high quality.This kind of chip finds application in signal generating devices of varieties.In this article the prinei-
pie and application of this kind of chip are introduced and meanwhile an application ease of radar video frequen-
cy signal is given.
Keywords:DAC;AD9712B/AD9713B; video frequency signal
在为线性调频的雷达视频目标产生模拟信号的
过程中,为了得到高质量的视频模拟信号,其前端通
常采用数字信号处理或DSP+FPGA的结构来设计,
然后经过数模转换和低通滤波以生成视频目标模拟
信号.而后端所选用的数模转换芯片的性能优劣对
信号的质量有着极为重要的影响.
AD9712B/AD9713B是AD9712/AD9713的替代
产品,为12位高速数模转换器.同AD9712/AD9713
相比,该器件具有更好的静态性能和动态特性.其中
AD9712B与ECL兼容,更新速率可达100MSPS;而
AD9713B则与rI]rI 兼容,更新速率可达80MSPs.由
于该D/A转换器是针对DDS,波形重构和高质量图
像信号处理等应用而设计的,因此,这两款芯片在动
态特性方面表现特别突出,并且具有优良的谐波抑
制能力.本文选用AD9713B来输出雷达视频目标模
拟信号.
1 AD9712B/AD9713B的主要特点
AD9712B的数据输人口D1～D12和使能口
LATCH ENABLE与ECL兼容,内部ECL参考节点也
与10K ECL器件相匹配.而在AD9713B中,每个输
人口均加进了TTL转换单元.除这点以外,AD9712B
字节的指纹数据.
5小结
随着信息技术的发展,计算机安全技术和身份
认证技术对于人们的工作与生活来说越来越重要.
生物特征识别技术为信息社会日益迫切的安全需求
提供了一个较好的解决方案.文中基于MBF200的
指纹传感器具有自动指纹检测功能,可支持多种接
口模式,而且设计方便,故将得到广泛的应用,具有
一定的实用价值.
参考文献
【1】Fujitsu.MBF200 DATASHEET.2002.
收稿日期:2004—05—08
咨询编号:041113
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高速DAC AD9712B/AD9713B的原理和应用 一35一
和AD9713B是完全相同.
AD9712B/AD97l3B的主要特性如下:
●具有100MSPS的更新速率;
●与ECL/TFL兼容;
●无杂散动态范围SFDR为70dBc(1MHz);
●毛刺电压低至28p
●建立时间快(27ns);
●低功耗:725mW;
●1/2 kSB DNL(B Grade):
●具有40MHz乘积带宽.
2 AD9712B/AD9713B的结构功能
图1为AD9712B/AD9713B的内部结构框图,由
图可见,该芯片主要由解码/驱动电路,传输锁存器,
开关网络,可调放大器四个子模块构成.此外,其片
内包含的内部电压参考源也进一步减少了外围接口
器件的数量.
AD9712B/AD9713B高速数模转换器利用MSB
(Most Significant Bit)解码和分割技术来减少毛刺,并
可获得12位的线性特性.D1 D4被解码后可用来
驱动15个离散的电流源,D5和D6已经过二进制量
化,D7一D12用于R一2R电阻网络.这种分段结构
可减少因为毛刺引起的频率误差.
AD9712B/AD9713B的内部参考源可提供1.18"q
的参考电压,而其开关网络则用于提供互补的输出
电流IoUT和IOUT.两款器件均采用28脚DIP和PLCC
封装形式.现将各引脚的功能说明如下:
D1一D12:12Bits数字信号输入脚:
DIGITAL—Vs:一5.2V数字电源输入端;
MSB
解码器
驱动器
LSB
锁 存
器
开关
网络
[!Z
大
18
参考源输出 放大器输入
IOUT
IOUT
蠢 源
蓉奋器
图1 AD9712B/AD9713B的结构框图
ANALOG RETURN:模拟地反馈,通常接地;
I叭 :模拟电流输出,满量程时对应全'1'输入;
ANAIDG—Vs:一5.2V模拟电源输入端;
:互补模拟电流输出端,0幅值输出时对应全
'1'输入;
REFERENCE IN:通常接到CONTROL AMP OUT
端口,该引脚上的电压变化对满量程输出值有着直
接的影响;
CONTROL AMP OUT:内部可调放大器输出,用
于给电流开关网络提供一个温度补偿驱动输出;
CONTROL AMP IN:在没有接外部参考源时,通
常接到REFERENCE OUT脚;
REFERENCE OUT:内部参考电压(一1.18V),通
常接到CONTROL OUT脚;
REFERENCE GROUND:内部参考电压源和放大
器的返回地:
DIGITAL+Vs:+5V数字电压输入端;
R哪:外部阻抗参考,当采用内部放大器时,满量
程电流输出为128(Reference Voltage/Rszr),该脚的外
接电阻通常取7.5kQ;
lATCH ENABLE:数据传输使能口,低电平有效;
DIGITAL GROUND:数字地.
3 AD9712B/AD9713B的应用
AD9712B/AD9713B主要用于ATE,信号重构,任
意波形产生,数字频率综合,信号产生等设备中.下
面以AD9713B在某线性调频雷达视频目标模拟信
号产生单元中的应用为例,介绍该芯片在实际应用
中的电路设计方法.
3.1 AD9713B的外围电路设计
该设计要求输出六路相位相同的雷达视频目标
模拟信号,分别为:同相和支路,同相方位差支路,同
相俯仰差支路,正交和支路,正交方位差支路,正交
俯仰差支路.这六条支路的电路结构完全相同,因
而可以借结构的对称性保证各支路间相位的一致.
下面以同相和支路为例说明该芯片的应用.
在同相和支路中,前端DSP+FPGA的输出数据
被送人DAC芯片AD9713B,数据的采样速率为
60MHz.AD9713B的输出模拟信号为+1.5V的脉冲
信号. AD9713B的典型应用电路如图2所示.
为了获得12位的线性精度和较高的更新速率,
能吏
维普资讯 http://www.cqvip.com
一36一 《国外电子元器~~)2004年第11期 2OO4年11月
图2 AD9713B的典型应用电路
可在模拟电源和数字电源端加上一个0.1ttF和一个
0.01ttF的滤波电容,并在电路板上单独为并行结构
的六片DAC留出一个地层,所有的地连同参考电压
源和模拟输出器件的地都应直接连到这个地层上.
DAC的地层则应在频率较高处的某一点被连接到
系统地上.
图2电路利用了AD9713B的内部参考源,设计
时可将REFERENCE OUT(Pin 20)引脚接到AMP IN
(Pin 19)脚,再将AMP OUT(Pin 18)通过一个20Q的电
阻接到REFERENCE (Pin17)脚,0.1ttF的瓷片电容
接在17脚和15脚之间,可用来消除切换噪声.
满量程电流输出是由Vco~mo AM 和R 决定
的,公式如下:
IoU1'Fs):128t v∞Nn田L枷P /R
如果内部参考电压VCOSTROL 为一1.18V,尺船r
为7.5kfi,那么,满量程电流,鲫rFs)将为
20.14mA.如输出负载为75Q,则输出电压Vout为
1.51V.
3.2 DAC输出端低通滤波器的选取
为了在AD9713B的输出端获得较高的信号质
量,还应滤除输出信号中的镜像信号分量.如要求
数据采样速率为60MHz,假设雷达视频目标模拟信
号的频带为0～8MHz,则AD9713B输出信号的频带
(包含有镜像分量)将为(60M★k一8M)Hz～(60M★
k)Hz和(60M★k)Hz～(60M★k+8M)Hz,其中k:
0,1,2,3,4……所以,设计时应选用合适的低通滤波
器件来滤除镜像信号.
确定雷达视频目标模拟信号的频带范围
是选取低通滤波器件的关键.本文运用Mat-
w lab6.5软件对雷达视频目标模拟信号进行了
仿真分析.仿真结果如图3所示.
由仿真结果可以看出,本设计中,雷达视
频目标模拟信号的频带范围大约为0～
10MHz,距离最近的镜像信号出现在5O～
60MHz频率处.所以,选取3dB通带为
10.7MHz的低通滤波器就可以很好地将镜像
信号滤除.
OUT
4 总结
本文介绍的高速数模转换芯片AD9712B/
咨询编号:041114
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