DAC3484,DAC34H84输出功率定标

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2024年7月10日发(作者：)

Application Report

ZHCA119 – August 2011

DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

刘先锋

Seasat Liu

North China OEM Team

摘 要

DAC3484和DAC34H84是德州仪器（Texas Instruments）新推出的低功耗，高密度，高

采样率，高性能的数模转换芯片，这款芯片目前已经广泛的应用在通信行业。本文详细介

绍了DAC3484，DAC34H84与正交调制器的输出接口以及输出功率定标的计算问题。

目 录

1

2

3

4

5

6

7

DAC3484（DAC34H84）简介..........................................................................................................2

调制器简介........................................................................................................................................3

DAC3484(DAC34H84) 和调制器之间的接口电路.............................................................................3

DAC3484(DAC34H84)的输出功率....................................................................................................5

DAC3484(DAC34H84)加TRF3703的功率输出...............................................................................5

总结...................................................................................................................................................9

参考文献............................................................................................................................................9

图 表

图 1.

图 2.

图 3.

图 4.

图 5.

图 6.

图 7.

图 8.

Current Source DAC ----DAC3484(DAC34H84)................................................................2

DAC3484(DAC34H84)和TRF3703的交直流接口电路........................................................3

DAC3484（DAC34H84）和TRF3703交直流接口的输出幅度仿真....................................4

DAC3484（DAC34H84）和TRF3703交直流接口的频率特性............................................4

TSW3100 EVM输入界面.....................................................................................................7

DAC3484 EVM 控制界面.....................................................................................................7

DAC3484差分输出电压.......................................................................................................8

DAC3484加TRF3703输出功率..........................................................................................8

表 格

表 1.

DAC3484(DAC34H94) Plus TRF3703的功率输出表格......................................................6

1

ZHCA119

1 DAC3484（DAC34H84）简介

DAC3484（DAC34H84）是德州仪器（Texas Instruments）最新推出的数据速率高达1.25GSPS

（每秒千兆采样）的四通道16位模数转换芯片（ DAC）。DAC3484的封装尺寸为9mm x

9mm，因此这款高度集成的新型转换器使用的器件数量比双通道 DAC 减少一半，可使TD-

SCDMA、WCDMA、CDMA2000、GSM 和 WiMAX 基础架构设备及其它无线应用的设计师将

PCB 占用面积减少43%。它的超低功耗（1.2W）使系统的热设计大大的简化，是目前业界功耗

最低的4通道1.25G采样的DAC。同时它支持 DPD（数字预失真）发射系统要求的大带宽多天

线无线通信标准。

DAC3484（DAC34H84）的关键特性和优势

z 片上32位 NCO（数控振荡器），可用于复杂调制方案

z 片上Coarse Mixer调制，可用于简单调制方案

z 2x、4x 、8x 和16x倍插值

z 时间交错式 LVDS（低压差分信号）接口，可实现更高数据速率

z 8位深度 FIFO（先进先出）存储器，大大降低了对数据时钟和数据时钟同步的要求

z -160dBm/Hz 的噪声频谱密度

z 片上支持多 DAC 同步

z 优化的PLL功能

z 特有的Group Delay调整功能

z 支持超宽带基带数据的输入，更适合用于超宽带DPD的发射级。

作为完整信号链的一部分，DAC3484（DAC34H84）四通道 DAC可以连接 TI 的TRF3703/

TRF3704频率调制器，用于时钟分配的CDCE62005时钟 IC以及功放预失真（DPD）芯片

GC5330，GC5337等。

模数转换器通常为电流型器件，一般可分为Sink 型和 Source 型，DAC3484（DAC34H84）属于

电流源型（Source型）数模转换器，通常需要外接一个无源网络来得到一定的电压输出，同时需

要提供正确的直流偏置，无源网络可以是电阻网络，转换器，或者是和调制器的接口网络。

图 1. Current Source DAC ----DAC3484(DAC34H84)

2 DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

ZHCA119

DAC3484（DAC34H84）的输出电压幅度决定于负载，关系为V=I*R, I为DAC的输出电流，

DAC3484（DAC34H84）的输出电流支持10mA到30mA之间调整，R为DAC 的负载，在满足

DAC 随路输出电压的情况下(DAC3484 的随路输出电压为-0.5v 到+0.5v)，可以进行输出电压幅度

和性能的平衡设计。

2 调制器简介

超外差架构，单实中频架构等由于其复杂的链路，高昂的成本高而逐渐退出历史舞台。而复中

频，包括零中频方案以其良好的性能，简单的链路架构成为近来发射机的主流。复中频方案中重

要的一个器件就是调制器。TI的调制器主要有TRF3703和TRF3704。

调制器基带输入接口通常需要一个偏置电压，即共模电压，不同的调制器有不同的共模电压，TI

目前有三种不同共模电压的调制器：1.5V，1.7V，3.3V。

3 DAC3484(DAC34H84) 和调制器之间的接口电路

要想确定DAC的输出功率，必须先确定DAC和调制器之间的接口电路。

在复中频方案中，数模转换器和调制器之间的接口至关重要，它关乎着信号的带宽，链路的动态

范围，镜像信号的抑制等等。

在设计 DAC3484 和调制接口时，需要保证 DAC3484的输出能够被偏置到适当的位置，同时为了

保证调制器线性工作的动态范围，合适的基带输入幅度也至关重要。

由于 DAC3484 和现存调制器的共模电压不一致，需要进行转换。按照不同的结构，通常有直流

耦合，交流耦合，交直流耦合三种方式。当 DAC 和调制的共模电压不同时，需要引入偏置电路，

偏置电路除提供 DAC 和调制器的偏置电压外，也提供 DAC 的负载。

对于 DAC 和调制共模电压不匹配的情况，交直流方式是较好的解决方案，因为它既避免了直流耦

合中因为DAC和调制器之间因共模电压不同而引入的较大的插损又避免了交流耦合中需要引入负

电源的复杂性。交直流是指在直流耦合电路的分压电阻上并联一电容。以 DAC3484 和 TRF3703-

17 为例，在分压电阻上加上一个1u 的电容。

图 2. DAC3484(DAC34H84)和TRF3703的交直流接口电路

DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

3

ZHCA119

500.37m

DAC Output +

33.88m

500.28m

DAC Output -

33.80m

20.00m

Ioutn

0.00

20.00m

Ioutp

0.00

1.75

Mod Input +

1.28

1.75

Mod Input -

1.28

1.00

VG1

-1.00

466.56m

VM1

-466.41m

0.00

500.00n

Time (s)

1.00u

图 3.

DAC3484（DAC34H84）和TRF3703交直流接口的输出幅度仿真

图 4.

DAC3484（DAC34H84）和TRF3703交直流接口的频率特性

频率仿真可知，该方案有具有高通特性，200Hz以下的信号会被抑制。注意：对于高中频方案，

使用交直流耦合不会有任何问题，可如果采用零中频方案，如上的高通特性会造成发射链路的相

位延迟和平坦度问题，从而严重影响 DPD(数字预失真)的性能。

4 DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

ZHCA119

4 DAC3484(DAC34H84)的输出功率

在DAC3484（DAC34H84）中，能够影响DAC3484输出功率的参数主要有：DAC3484输出阻

抗，DAC3484输出电流，NCO增益，QMC增益。

DAC3484的输出阻抗由DAC3484和调制器之间的接口决定，以图2为例，差分阻抗是47.5欧

姆。

DAC3484的输出电流由内部寄存器Coarse_DAC(3:0)设定。公式是：

I=

V

EXTIO

(Coarse_DAC+1)

Rbias

其中：V

EXTIO

的典型值是1.2V。Rbias是DAC3484的第34脚上接的外部偏置电阻。

NCO增益，由寄存器Mixer_Gain 决定是否增加6dB的输出。为了避免输出的溢出，在芯片内部

NCO输出端设置了6dB的衰减，如果要想获得满幅度的输出，在确定能保证性能的前提下，可以

使用寄存器Mixer_Gain增加6dB的增益。

如仅从输出电流和输出阻抗的角度出发，DAC3484（DAC34H84）的输出功率为：

P

DACOut

=

10*log10(I

P−P

/2/1.414)

2

*R*1000)

，如输出电流为最大值30mA，输出差分阻抗为

50欧姆时，则

P

DACOut

=10*log10(I

P

−

P

/2/1.414)

2

*R*1000)=7.5dBm

QMC增益由寄存器QMC_Gain寄存器决定。是一个11bit的无符号整数，当设定为1024时，对

应增益为

Gain=20log(

1024

)=0

。如果设定为1446，则增益为

1024

Gain=20*log(1446/1024)=2.997dB

，约为3dB。

例如：

当V

EXTIO

为1.2V，Rbias是1280欧姆时，如设定Coarse_DAC(3:0)为10，

则输出电流为

I

=

V

EXTIO

1.2

(10

+

1)

=

10mA

，差分输出为20mA，

(

Coarse

_

DAC

+1)=

Rbias1280

如果输出的差分阻抗为50欧姆。

则对应的功率应该为：4dBm

如果NCO增益为0，QMC设定为1024，则DAC的输出应为：4-6+0=-2dBm。

如果NCO增益为0，QMC设定为1446，则DAC的输出应为：4-6+3=1dBm。

5 DAC3484(DAC34H84)加TRF3703的功率输出

本章以DAC3484(DAC34H84)和TRF3703之间的以交直流接口为例，推导功率输出的公式。(不

考虑DAC3484（DAC34H84）和TRF3703之间的滤波器的插损）

在TRF3703的手册上标注的是电压增益。电压增益等于：

DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

5

ZHCA119

VoltageGain=Vout[dBV]−Vin[dBV]=20*log(Vout(rms))−20*log(Vin(rms))

=20*log(Vout(rms)/Vin(rms))

功率增益则等于：

PowerGain=10*log(V^2/R)=PowerOut(dB)−PowerIn(dB)

=(20*logVOut−10*logR)−(20*logVIn−10*logR)=20*logVOut−20*logVIn

=20*log(Vout(rms)/Vin(rms)=VoatageGain

因此，调制器的输出功率等于模数转换器的输出功率减去调制器的电压增益，既

PowerOut_TRF3703=PowerOut_DAC3484−VoltageGain_TRF3703

根据系统的设计可知需要的输出频率，由手册可以得到TRF3703的电压增益。

如果NCO增益为0，QMC设定为1024，则TRF3703的输出应为：DACOut-VoltageGain=4-

6+0-voltage gain=-2- voltage gain (dBm)。

如果NCO增益为0，QMC设定为1446，则TRF3703的输出应为：DACOut-VoltageGain=4-

6+3-voltage gain=1- voltage gain (dBm)。。

为了方便计算，设计了一个EXCEL表格，在表格的黄色处输入相应的参数就可以计算出响应的

输出结果。

表 1. DAC3484(DAC34H94) Plus TRF3703的功率输出表格

Vextio

Rbias

TSW3100 Tone Power (back-off linear scale)

Coarse_dac Gain

QMC Gain (up to 2048)

NCO Enable(1=Enable,0=Disable)

NCO Gain (0 or 6dB gain)

Ifs

DAC output load differential

Vcm

DAC Full-Scale output Power

DAC Output Power

DAC Output Vp-p differential

IQ mod Voltage Gain

Filter insertion loss and Cable loss

IQ mod max output Power

1.2

1270

0.99

10

1024

1

0

20.78740157

50

1.7

4.316116059

-1.771180049

515.7098243

-3.3

-1

V

ohm

x

dB

mA

ohm

V

dBm

dBm

mV

dB

dB

-6.071180049dBm

下面是试验的验证，可以看出，我们的计算是正确的。

6 DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

图 5. TSW3100 EVM输入界面

图 6. DAC3484 EVM 控制界面

DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

7

ZHCA119

ZHCA119

图 7. DAC3484差分输出电压

图 8. DAC3484加TRF3703输出功率

8 DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

ZHCA119

6 总结

本文以详细地分析了DAC3484和DAC34H84和后面的正交调制器的接口电路，以交直流接口为

例，详细分析了DAC3484（DAC34H84）的输出功率和各个环节的关系。最后通过实际例子，证

明了计算的正确，为客户计算DAC3484（DAC34H84）的功率输出提供了依据。

参考文献

1. DAC3484 Datasheet

2. DAC34H84 Datasheet

3. Understanding TRF370x Quadrature Modulator Gain Parameters (SLWA056)

4. DAC3484及调制器接口电路设计分析，冷爱国

DAC3484

，

DAC34H84

输出功率定标

9

7

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本文标签： 产品输出应用电压接口