正誤表 この製品のデータシートに間違いがありましたので、お詫びして訂正いたします。 この正誤表は、2009 年 10 月 27 日現在、アナログ・デバイセズ株式会社で確認した誤りを 記したものです。 なお、英語のデータシート改版時に、これらの誤りが訂正される場合があります。 正誤表作成年月日:2009 年 10 月 27 日 製品名:AD9780/9781/9783 対象となるデータシートのリビジョン(Rev):Rev.A 訂正(補足説明)箇所: 1)P.17 ページ右下 「複素イメージ除去」の部分 この説明は適切ではないので、この部分は無視してください。 2)P.25 表 14 および本文右欄部分 「600MHz」での説明がありますが、製品としては 500MHz が性能上限周波数となってお り、この「600MHz」は誤記でありますので、この部分は無視してください。表 14 の右列 の fDACCLK = 600MHz の部分も同様に無視してください。 3)P.25 ページ右欄 「SMP 値の決定」の部分 項目 1. から項目 4. それぞれで 600MHz の例が示されており、かつ数字も適切ではないた めに、この 600MHz を例にした数字の部分は無視してください。項目 4. の「600 MHz の 場合、SMP の最適値は 7 です。 」の説明も無視してください。 また項目 3. の説明が適切ではないため、この項目 3. は削除いただいたうえで、項目 4. を あらたに項目 3. として読みかえてください。 本 社/〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03(5402)8200 大阪営業所/〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06(6350)6868 12/14/16ビット、LVDS インターフェース、 500 MSPS デュアルD/Aコンバータ AD9780/AD9781/AD9783 特長 概要 広いダイナミック・レンジ、デュアル DAC 製品 AD9780/AD9781/AD9783 は、それぞれピン互換で 12/14/16 ビット分解能を持ち、最大サンプリング・レート 500 MSPS およ び広いダイナミック・レンジを持つデュアル D/A コンバータ (DAC)です。各デバイスは、ゲインおよびオフセット補正機能 を内蔵し、ダイレクト・コンバージョン送信アプリケーションに 特化した機能を持ち、ADL5370 などのアナログ直交変調器と シームレスに接続できます。 低いノイズと相互変調歪み シングル・キャリア W-CDMA ACLR = 80 dBc @ 61.44 MHz IF 技術革新的なスイッチング出力段により、ナイキスト周波数を超え る有効出力を実現 デュアル・ポートまたはオプションのシングル・ポート(インター リーブ)動作による LVDS 入力 8.6~31.7 mA フルスケールの設定が可能な差動アナログ電流出力 独自開発のダイナミック出力アーキテクチャにより、基本周波数 からイメージ周波数にエネルギーをシフトすることによって、ナ イキスト周波数を超えたアナログ出力でも生成が可能です。 外部オフセット調整用として電流ソース/シンク能力を備えた 10 ビット電流出力補助 DAC 1.2 V の高精度リファレンス電圧源を内蔵 シリアル・ペリフェラル・インターフェース(SPI)ポートを介 してすべての設定が可能です。また、コントローラを使用しない アプリケーション向けに、ピン設定によるプログラム機能も用意 されています。 1.8 V および 3.3 V 電源動作 315 mW の消費電力 小型フットプリント、RoHS 準拠の 72 ピン LFCSP アプリケーション 製品のハイライト 無線インフラストラクチャ 1. ノイズと相互変調歪み(IMD)が低いため、広帯域信号を高 品質に生成可能 LMDS/MMDS、ポイント to ポイント 2. 独自のスイッチング出力により、動的性能が向上 RF 信号発生器、任意波形発生器 3. プログラマブルな電流出力とデュアル補助 DAC により、柔 軟性とシステム性能が向上 W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX ワイドバンド通信 機能ブロック図 AD9783 DUAL LVDS DAC CLKP 16-BIT I DAC IOUT1P 16-BIT Q DAC IOUT2P INTERFACE LOGIC GAIN DAC IOUT1N IOUT2N GAIN DAC OFFSET DAC AUX1P OFFSET DAC AUX2P AUX1N AUX2N 06936-001 INTERNAL REFERENCE AND BIAS REFIO CSB SCLK SDO SDIO SERIAL PERIPHERAL INTERFACE RESET LVDS INTERFACE D(15:0) VIA, VIB DEINTERLEAVING LOGIC CLKN 図1 Rev. A アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関 して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナ ログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予 告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有に属します。 ※日本語データシートは REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 ©2007-2008 Analog Devices, Inc. All rights reserved. 社/〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03(5402)8200 大阪営業所/〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06(6350)6868 本 AD9780/AD9781/AD9783 目次 特長......................................................................................................1 シリアル・インターフェースの一般的な動作 ........................ 18 アプリケーション ..............................................................................1 命令バイト.................................................................................... 18 概要......................................................................................................1 MSB/LSB 転送.............................................................................. 19 製品のハイライト ..............................................................................1 シリアル・インターフェース・ポート・ピンの説明.................. 19 機能ブロック図 ..................................................................................1 SPI レジスタ・マップ ..................................................................... 20 改訂履歴..............................................................................................2 SPI レジスタの説明 ......................................................................... 21 仕様......................................................................................................3 SPI ポート、リセット、およびピン・モード.......................... 23 DC 仕様 ...........................................................................................3 パラレル・データ・ポート・インターフェース......................... 24 デジタル仕様..................................................................................4 パラレル・ポート・タイミングの最適化 ................................ 24 AC 仕様 ...........................................................................................4 CLK 入力の駆動........................................................................... 26 絶対最大定格 ......................................................................................5 フルスケール電流の生成............................................................ 26 熱抵抗..............................................................................................5 DAC の伝達関数 .......................................................................... 27 ESD に関する注意..........................................................................5 アナログ動作モード.................................................................... 27 ピン配置とピン機能の説明 ..............................................................6 消費電力 ....................................................................................... 29 代表的な性能特性 ..............................................................................9 評価用ボードの回路図 .................................................................... 30 用語の説明........................................................................................17 外形寸法............................................................................................ 35 動作原理............................................................................................18 オーダー・ガイド........................................................................ 35 シリアル・ペリフェラル・インターフェース.........................18 改訂履歴 6/08—Rev. 0 to Rev. A Changed Maximum Sample Rate to 500 MHz Throughout..................1 Changes to Table 3 ...............................................................................4 Changes to Building the Array Section...............................................25 Changes to Determining the SMP Value Section ................................25 Added Evaluation Board Schematics Section.....................................30 Updated Outline Dimensions..............................................................35 11/07—Revision 0: Initial Version Rev. A - 2/30 - AD9780/AD9781/AD9783 仕様 DC仕様 特に指定のない限り、TMIN~TMAX、AVDD33 = 3.3 V、DVDD33 = 3.3 V、DVDD18 = 1.8 V、CVDD18 = 1.8 V、IOUTFS = 20 mA、最大サンプリ ング・レート。 表 1. Parameter Min AD9780 Typ Max Min AD9781 Typ Max Min AD9783 Typ Max Unit RESOLUTION 12 14 16 Bits ACCURACY Differential Nonlinearity (DNL) Integral Nonlinearity (INL) ±0.13 ±0.25 ±0.5 ±1 ±2 ±4 LSB LSB MAIN DAC OUTPUTS Offset Error Gain Error (with Internal Reference) Full-Scale Output Current 1 Output Compliance Range Output Resistance Main DAC Monotonicity Guaranteed –0.001 8.66 –1.0 MAIN DAC TEMPERATURE DRIFT Offset Gain Reference Voltage AUX DAC OUTPUTS Resolution Full-Scale Output Current Output Compliance Range (Source) Output Compliance Range (Sink) Output Resistance AUX DAC Monotonicity Guaranteed 0 ±2 20.2 +0.001 –0.001 31.66 +1.0 8.66 –1.0 10 10 10 % FSR % FSR mA V MΩ 0.04 100 30 0.04 100 30 0.04 100 30 ppm/°C ppm/°C ppm/°C 10 +0.001 –0.001 31.66 +1.0 8.66 –1.0 10 0 ±2 20.2 +0.001 31.66 +1.0 1 1 1 Bits mA V V MΩ 1.2 5 1.2 5 1.2 5 V kΩ –2 0 0.8 REFERENCE Internal Reference Voltage Output Resistance 0 ±2 20.2 +2 1.6 1.6 –2 0 0.8 10 +2 1.6 1.6 –2 0 0.8 +2 1.6 1.6 ANALOG SUPPLY VOLTAGES AVDD33 CVDD18 3.13 1.70 3.3 1.8 3.47 1.90 3.13 1.70 3.3 1.8 3.47 1.90 3.13 1.70 3.3 1.8 3.47 1.90 V V DIGITAL SUPPLY VOLTAGES DVDD33 DVDD18 3.13 1.70 3.3 1.8 3.47 1.90 3.13 1.70 3.3 1.8 3.47 1.90 3.13 1.70 3.3 1.8 3.47 1.90 V V V×I 440 3 V×I V×I 5 V×I 440 3 V×I 5 V×I 440 3 35 mW mW mW 55 34 13 68 58 38 15 85 55 34 13 68 58 38 15 85 55 34 13 68 58 38 15 85 mA mA mA mA POWER CONSUMPTION fDAC = 500 MSPS, IF = 20 MHz fDAC = 500 MSPS, IF = 10 MHz Power-Down Mode SUPPLY CURRENTS AVDD33 CVDD18 DVDD33 DVDD18 1 2 2 10 kΩ 外部抵抗に基づく。 fDAC = 500 MSPS、fOUT = 20 MHz Rev. A - 3/35 - AD9780/AD9781/AD9783 デジタル仕様 特に指定のない限り、TMIN~TMAX、AVDD33 = 3.3 V、DVDD33 = 3.3 V、DVDD18 = 1.8 V、CVDD18 = 1.8 V、IOUTFS = 20 mA、最大サンプリ ング・レート。 表 2. Parameter Min Typ Max Unit DAC CLOCK INPUT (CLKP, CLKN) Peak-to-Peak Voltage at CLKP and CLKN Common-Mode Voltage Maximum Clock Rate 400 300 500 800 400 1600 500 mV mV MSPS 40 12.5 12.5 MHz ns ns 1600 +100 mV mV mV Ω MSPS SERIAL PERIPHERAL INTERFACE (CMOS INTERFACE) Maximum Clock Rate (SCLK) Minimum Pulse Width High Minimum Pulse Width Low DIGITAL INPUT DATA (LVDS INTERFACE) Input Voltage Range, VIA or VIB Input Differential Threshold, VIDTH Input Differential Hysteresis, VIDTHH to VIDTHL Input Differential Input Impedance, RIN Maximum LVDS Input Rate (per DAC) 800 −100 20 80 500 120 AC仕様 特に指定のない限り、TMIN~TMAX、AVDD33 = 3.3 V、DVDD33 = 3.3 V、DVDD18 = 1.8 V、CVDD18 = 1.8 V、IOUTFS = 20 mA、最大サンプリ ング・レート。 表 3. AD9780 Parameter Min Typ AD9781 Max Min Typ AD9783 Max Min Typ Max Unit SPURIOUS FREE DYNAMIC RANGE (SFDR) fDAC = 500 MSPS, fOUT = 20 MHz fDAC = 500 MSPS, fOUT = 120 MHz fDAC = 500 MSPS, fOUT = 380 MHz (Mix Mode) fDAC = 500 MSPS, fOUT = 480 MHz (Mix Mode) 79 67 55 58 78 66 58 62 80 68 62 59 dBc dBc dBc dBc TWO-TONE INTERMODULATION DISTORTION (IMD) fDAC = 500 MSPS, fOUT = 20 MHz fDAC = 500 MSPS, fOUT = 120 MHz fDAC = 500 MSPS, fOUT = 380 MHz (Mix Mode) fDAC = 500 MSPS, fOUT = 480 MHz (Mix Mode) 91 80 69 60.5 93 75 70 61.5 86 79 64 66 dBc dBc dBc dBc ONE-TONE NOISE SPECTRAL DENSITY (NSD) fDAC = 500 MSPS, fOUT = 40 MHz fDAC = 500 MSPS, fOUT = 120 MHz fDAC = 500 MSPS, fOUT = 380 MHz (Mix Mode) fDAC = 500 MSPS, fOUT = 480 MHz (Mix Mode) −157 −154.5 −153 −152 −162 −156.5 −153 −152 −165 −157 −154 −153 dBc dBc dBc dBc W-CDMA ADJACENT CHANNEL LEAKAGE RATIO (ACLR), SINGLE CARRIER fDAC = 491.52 MSPS, fOUT = 20 MHz fDAC = 491.52 MSPS, fOUT = 80 MHz fDAC = 491.52 MSPS, fOUT = 411.52 MHz fDAC = 491.52 MSPS, fOUT = 471.52 MHz −81 −80 −71 −69 −82.5 −82.5 −68 −69 −82 −81 −69 −70 dBc dBc dBc dBc Rev. A - 4/35 - AD9780/AD9781/AD9783 絶対最大定格 熱抵抗 表 4. Parameter AVDD33, DVDD33 DVDD18, CVDD18 AGND DGND CGND REFIO With Respect to AGND, DGND, CGND AGND, DGND, CGND DGND, CGND AGND, CGND AGND, DGND AGND AGND IOUT1P, IOUT1N, IOUT2P, IOUT2N, AUX1P, AUX1N, AUX2P, AUX2N D15 to D0 DGND CLKP, CLKN CGND CSB, SCLK, SDIO, SDO DGND Junction Temperature Storage Temperature Rev. A Rating −0.3 V to +3.6 V −0.3 V to +1.98 V −0.3 V to +0.3 V −0.3 V to +0.3 V −0.3 V to +0.3 V −0.3 V to AVDD33 + 0.3 V −1.0 V to AVDD33 + 0.3 V −0.3 V to DVDD33 + 0.3 V −0.3 V to CVDD18 + 0.3 V –0.3 V to DVDD33 + 0.3 V +125°C −65°C to +150°C 熱抵抗のテストは、気流のない状態で JEDEC 規格の 4 層サーマ ル・テスト用ボードを使用して実施しました。 表 5. Package Type θJA Unit CP-72-1 (Exposed Pad Soldered to PCB) 25 °C/W 左記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに恒 久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格の みを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記載する 規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありません。デバ イスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの信頼性に影 響を与えることがあります。 ESDに関する注意 ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスです。 電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知されな いまま放電することがあります。本製品は当社独自 の特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはいます が、デバイスが高エネルギーの静電放電を被った場 合、損傷を生じる可能性があります。したがって、 性能劣化や機能低下を防止するため、ESD に対する 適切な予防措置を講じることをお勧めします。 - 5/35 - AD9780/AD9781/AD9783 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 AVDD33 AVDD33 AVSS IOUT1P IOUT1N AVSS AUX1P AUX1N AVSS AUX2N AUX2P AVSS IOUT2N IOUT2P AVSS AVDD33 AVDD33 REFIO ピン配置とピン機能の説明 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PIN 1 INDICATOR AD9780 (TOP VIEW) 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 FS ADJ RESET CSB SCLK SDIO SDO DVSS DVDD18 NC NC NC NC NC NC NC NC D0N D0P D6P D6N D5P D5N D4P D4N DCOP DCON DVDD33 DVSS DCIP DCIN D3P D3N D2P D2N D1P D1N 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 CVDD18 CVSS CLKP CLKN CVSS CVDD18 DVSS DVDD18 D11P D11N D10P D10N D9P D9N D8P D8N D7P D7N 図 2. 06936-002 NOTES 1. NC = NO CONNECT 2. EXPOSED PAD MUST BE SOLDERED TO PCB AND CONNECTED TO AVSS. AD9780 のピン配置 表 6. AD9780 のピン機能説明 ピン番号 記号 説明 1, 6 CVDD18 クロック電源電圧(1.8 V) 2, 5 CVSS クロック電源リターン 3, 4 CLKP, CLKN 差動 DAC サンプリング・クロック入力 7, 28, 48 DVSS デジタル・コモン 8, 47 DVDD18 デジタル電源電圧(1.8 V) 9 to 24, 31 to 38 D11P, D11N to D0P, D0N LVDS データ入力。D11 は MSB、D0 は LSB です。 25, 26 DCOP, DCON 差動データ・クロック出力。DAC サンプリング・レートの LVDS クロック 27 DVDD33 デジタル入力および出力パッド電源電圧(3.3 V) 29, 30 DCIP, DCIN 差動データ・クロック入力。入力データと同期した LVDS クロック 39 to 46 NC 無接続。これらのピンは、フローティング状態にしてください。 49 SDO シリアル・ポート・データ出力 50 SDIO シリアル・ポート・データ入力(4 線式モード)または、双方向シリアル・データ・ライン(3 線式 モード) 51 SCLK シリアル・ポート・クロック入力 52 CSB シリアル・ポート・チップ・セレクト(アクティブ・ロー) 53 RESET チップ・リセット(アクティブ・ハイ) 54 FS ADJ フルスケール電流出力調整 55 REFIO アナログ・リファレンス入出力(公称値 1.2 V) 56, 57, 71, 72 AVDD33 アナログ電源電圧(3.3 V) 58, 61, 64, 67, 70 AVSS アナログ・コモン 59 IOUT2P DAC 電流出力。データビットがすべて 1 のときに、フルスケール電流を出力します。 60 IOUT2N 相補 DAC 電流出力。データビットがすべて 0 のときに、フルスケール電流を出力します。 62, 63 AUX2P, AUX2N 差動補助 DAC 電流出力(チャンネル 2) 65, 66 AUX1N, AUX1P 差動補助 DAC 電流出力(チャンネル 1) 68 IOUT1N 相補 DAC 電流出力。データビットがすべて 0 のときに、フルスケール電流を出力します。 69 IOUT1P DAC 電流出力。データビットがすべて 1 のときに、フルスケール電流を出力します。 ヒート・シンク・ パッド N/A パッケージ底面のヒート・シンク・パッドは、AVSS の電位が接続される PCB 上のパターンに ハンダ付けしてください。 Rev. A - 6/35 - 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 AVDD33 AVDD33 AVSS IOUT1P IOUT1N AVSS AUX1P AUX1N AVSS AUX2N AUX2P AVSS IOUT2N IOUT2P AVSS AVDD33 AVDD33 REFIO AD9780/AD9781/AD9783 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PIN 1 INDICATOR AD9781 (TOP VIEW) 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 FS ADJ RESET CSB SCLK SDIO SDO DVSS DVDD18 NC NC NC NC D0N D0P D1N D1P D2N D2P D8P D8N D7P D7N D6P D6N DCOP DCON DVDD33 DVSS DCIP DCIN D5P D5N D4P D4N D3P D3N 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 CVDD18 CVSS CLKP CLKN CVSS CVDD18 DVSS DVDD18 D13P D13N D12P D12N D11P D11N D10P D10N D9P D9N 図 3. 06936-003 NOTES 1. NC = NO CONNECT 2. EXPOSED PAD MUST BE SOLDERED TO PCB AND CONNECTED TO AVSS. AD9781 のピン配置 表 7. AD9781 のピン機能説明 ピン番号 記号 説明 1, 6 CVDD18 クロック電源電圧(1.8 V) 2, 5 CVSS クロック電源リターン 3, 4 CLKP, CLKN 差動 DAC サンプリング・クロック入力 7, 28, 48 DVSS デジタル・コモン 8, 47 DVDD18 デジタル電源電圧(1.8 V) 9 to 24, 31 to 42 D13P, D13N to D0P, D0N LVDS データ入力。D13 は MSB、D0 は LSB です。 25, 26 DCOP, DCON 差動データ・クロック出力。DAC サンプリング・レートの LVDS クロック 27 DVDD33 デジタル入力および出力パッド電源電圧(3.3 V) 29, 30 DCIP, DCIN 差動データ・クロック入力。入力データと同期した LVDS クロック 43 to 46 NC 無接続。これらのピンは、フローティング状態にしてください。 49 SDO シリアル・ポート・データ出力 50 SDIO シリアル・ポート・データ入力(4 線式モードまたは、双方向シリアル・データ・ライン(3 線式モー ド) 51 SCLK シリアル・ポート・クロック入力 52 CSB シリアル・ポート・チップ・セレクト(アクティブ・ロー) 53 RESET チップ・リセット(アクティブ・ハイ) 54 FS ADJ フルスケール電流出力調整 55 REFIO アナログ・リファレンス入出力(公称値 1.2 V) 56, 57, 71, 72 AVDD33 アナログ電源電圧(3.3 V) 58, 61, 64, 67, 70 AVSS アナログ・コモン 59 IOUT2P DAC 電流出力。データビットがすべて 1 のときに、フルスケール電流を出力します。 60 IOUT2N 相補 DAC 電流出力。データビットがすべて 0 のときに、フルスケール電流を出力します。 62, 63 AUX2P, AUX2N 差動補助 DAC 電流出力(チャンネル 2) 65, 66 AUX1N, AUX1P 差動補助 DAC 電流出力(チャンネル 1) 68 IOUT1N 相補 DAC 電流出力。データビットがすべて 0 のときに、フルスケール電流を出力します。 69 IOUT1P DAC 電流出力。データビットがすべて 1 のときに、フルスケール電流を出力します。 ヒート・シンク・ パッド N/A パッケージ底面のヒート・シンク・パッドは、AVSS の電位が接続される PCB 上のパターンにハ ンダ付けしてください。 Rev. A - 7/35 - 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 AVDD33 AVDD33 AVSS IOUT1P IOUT1N AVSS AUX1P AUX1N AVSS AUX2N AUX2P AVSS IOUT2N IOUT2P AVSS AVDD33 AVDD33 REFIO AD9780/AD9781/AD9783 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 PIN 1 INDICATOR AD9783 (TOP VIEW) 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 FS ADJ RESET CSB SCLK SDIO SDO DVSS DVDD18 D0N D0P D1N D1P D2N D2P D3N D3P D4N D4P D10P D10N D9P D9N D8P D8N DCOP DCON DVDD33 DVSS DCIP DCIN D7P D7N D6P D6N D5P D5N 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 CVDD18 CVSS CLKP CLKN CVSS CVDD18 DVSS DVDD18 D15P D15N D14P D14N D13P D13N D12P D12N D11P D11N 図 4. 06936-004 NOTES 1. EXPOSED PAD MUST BE SOLDERED TO PCB AND CONNECTED TO AVSS. AD9783 のピン配置 表 8. AD9783 のピン機能説明 ピン番号 記号 説明 1, 6 CVDD18 クロック電源電圧(1.8 V) 2, 5 CVSS クロック電源リターン 3, 4 CLKP, CLKN 差動 DAC サンプリング・クロック入力 7, 28, 48 DVSS デジタル・コモン 8, 47 DVDD18 デジタル電源電圧(1.8 V) 9 to 24, 31 to 46 D15P, D15N to D0P, D0N LVDS データ入力。D15 は MSB、D0 は LSB です。 25, 26 DCOP, DCON 差動データ・クロック出力。DAC サンプリング・レートの LVDS クロック 27 DVDD33 デジタル入力および出力パッド電源電圧(3.3 V) 29, 30 DCIP, DCIN 差動データ・クロック入力。入力データと同期した LVDS クロック 49 SDO シリアル・ポート・データ出力 50 SDIO シリアル・ポート・データ入力(4 線式モード)または、双方向シリアル・データ・ライン(3 線式モー ド) 51 SCLK シリアル・ポート・クロック入力 52 CSB シリアル・ポート・チップ・セレクト(アクティブ・ロー) 53 RESET チップ・リセット(アクティブ・ハイ) 54 FS ADJ フルスケール電流出力調整 55 REFIO アナログ・リファレンス入出力(公称値 1.2 V) 56, 57, 71, 72 AVDD33 アナログ電源電圧(3.3 V) 58, 61, 64, 67, 70 AVSS アナログ・コモン 59 IOUT2P DAC 電流出力。データビットがすべて 1 のときに、フルスケール電流を出力します。 60 IOUT2N 相補 DAC 電流出力。データビットがすべて 0 のときに、フルスケール電流を出力します。 62, 63 AUX2P, AUX2N 差動補助 DAC 電流出力(チャンネル 2) 65, 66 AUX1N, AUX1P 差動補助 DAC 電流出力(チャンネル 1) 68 IOUT1N 相補 DAC 電流出力。データビットがすべて 0 のときに、フルスケール電流を出力します。 69 IOUT1P DAC 電流出力。データビットがすべて 1 のときに、フルスケール電流を出力します。 ヒート・シンク・ パッド N/A パッケージ底面のヒート・シンク・パッドは、AVSS の電位が接続される PCB 上のパターンにハ ンダ付けしてください。 Rev. A - 8/35 - AD9780/AD9781/AD9783 代表的な性能特性 0.4 1.5 0.2 1.0 0 0.5 –0.2 –0.4 LSB LSB 0 –0.5 –0.6 –0.8 –1.0 –1.0 –1.5 –1.2 –2.0 16384 32768 49152 65535 CODE 図 5. –1.6 0 16384 32768 49152 65535 CODE AD9783 の INL(TA = 85°C、FS = 20 mA) 図 8. 5 0.4 4 0.2 06936-008 0 06936-005 –2.5 –1.4 AD9783 の DNL(TA = 85°C、FS = 20 mA) 0 3 –0.2 –0.4 LSB LSB 2 1 –0.6 –0.8 0 –1.0 –1 –1.2 –2 0 16384 32768 49152 65535 CODE 図 6. –1.6 0 16384 32768 49152 65535 CODE AD9783 の INL(TA = 25°C、FS = 20 mA) 図 9. 5 1.0 4 0.8 06936-009 –1.4 06936-006 –3 AD9783 の DNL(TA = 25°C、FS = 20 mA) 0.6 3 0.4 0.2 LSB LSB 2 1 0 –0.2 0 –0.4 –1 –0.6 –2 0 16384 32768 49152 65535 CODE 図 7. Rev. A –1.0 0 16384 32768 49152 65535 CODE AD9783 の INL(TA = −40°C、FS = 20 mA) 図 10. - 9/35 - AD9783 の DNL(TA = −40°C、FS = 20 mA) 06936-010 –0.8 06936-007 –3 AD9780/AD9781/AD9783 0.059 0.4 0.3 0.2 –0.060 0.1 LSB LSB 0 –0.1 –0.179 –0.2 –0.3 –0.297 –0.4 0 4096 8192 12288 16383 CODE 図 11. –0.416 06936-011 –0.6 0 4096 8192 12288 16383 CODE AD9781 の INL(TA = 85°C、FS = 20 mA) 図 14. 06936-014 –0.5 AD9781 の DNL(TA = 85°C、FS = 20 mA) 0.1 0.6 0.4 0 0.2 –0.1 LSB LSB 0 –0.2 –0.4 –0.2 –0.3 –0.6 4096 8192 12288 16383 CODE AD9781 の INL(TA = −40°C、FS = 20 mA) 図 15. 0.2 0.1 0.1 0 0 –0.1 –0.1 LSB 0.2 –0.2 –0.3 –0.4 –0.4 –0.5 –0.5 0 1024 2048 3072 4096 CODE 図 13. Rev. A 4096 8192 12288 16383 AD9781 の DNL(TA = −40°C、FS = 20 mA) –0.2 –0.3 –0.6 0 CODE –0.6 06936-013 LSB 図 12. –0.5 0 1024 2048 3072 4096 CODE AD9780 の INL(TA = −40°C、FS = 20 mA) 図 16. - 10/35 - AD9780 の INL(TA = 85°C、FS = 20 mA) 06936-016 0 06936-012 –1.0 06936-015 –0.4 –0.8 AD9780/AD9781/AD9783 90 100 85 95 80 90 250MSPS 85 400MSPS 75 SFDR (dBc) 65 60 70 65 500MSPS 55 50 50 45 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 40 06936-017 0 100 95 95 90 90 125 150 175 200 225 250 75 IMD (dBc) 70 65 70 400MSPS 65 60 60 55 55 10mA 50 50 45 45 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 fOUT (MHz) 40 06936-018 0 0 50 100 150 図 21. 100 100 95 95 90 90 –3dBFS IMD (dBc) 70 –6dBFS 60 50 45 45 125 150 fOUT (MHz) 図 19. 175 200 225 250 40 06936-019 100 500 30mA 65 55 75 450 20mA 70 50 50 400 60 0dBFS 25 350 75 55 0 300 10mA 80 75 65 250 AD9783 の fOUT 対 IMD(fDAC ごとの特性、ベースバンドお よびミックス・モード、FS = 20 mA) 85 85 80 200 fOUT (MHz) AD9783 の fOUT 対 SFDR(アナログ出力電流ごとの特 性、TA = 25°C、500 MSPS) 図 18. 500MSPS 06936-021 SFDR (dBc) 100 80 30mA 75 SFDR (dBc) 75 250MSPS 85 20mA 80 Rev. A 50 AD9783 の fOUT 対 SFDR(温度ごとの特性、500 MSPS、 FS = 20 mA) 図 20. 100 40 25 fOUT (MHz) AD9783 の fOUT 対 SFDR(fDAC ごとの特性、ベースバンド およびミックス・モード、FS = 20 mA) 85 0 06936-020 45 fOUT (MHz) 40 +85°C 60 55 図 17 –40°C 75 0 25 50 75 100 125 150 fOUT (MHz) AD9783 の fOUT 対 SFDR(デジタル入力レベルごと の特性、TA = 25°C、 500 MSPS、FS = 20 mA) 図 22. - 11/35 - 175 200 225 250 06936-022 SFDR (dBc) 70 40 +25°C 80 AD9783 の fOUT 対 IMD(アナログ出力電流ごとの特 性、TA = 25°C、 500 MSPS) AD9780/AD9781/AD9783 100 –140 95 –143 –6dBFS 90 –146 –3dBFS 85 –149 NSD (dBm/Hz) 80 70 0dBFS 65 60 60 90 120 150 180 210 240 fOUT (MHz) –170 –140 95 –143 90 +85°C NSD (dBm/Hz) 250 300 350 400 450 500 +25°C 70 –40°C 65 +85°C –152 +25°C –155 –158 –40°C –161 55 –164 50 –167 45 30 60 90 120 150 180 210 240 fOUT (MHz) –170 06936-024 0 –140 –143 –143 –146 –146 NSD (dBm/Hz) 500MSPS –158 –158 –164 –167 200 250 300 fOUT (MHz) 350 400 450 500 –170 06936-025 150 150 175 200 225 250 –155 –167 100 125 +85°C –161 400MSPS 50 100 –152 –164 0 75 –149 250MSPS –152 –161 50 AD9783 の fOUT 対 シングルトーン NSD(温度ごとの 特性、500 MSPS、FS = 20 mA) 図 27. –140 –155 25 fOUT (MHz) AD9783 の fOUT 対 IMD(温度ごとの特性、500 MSPS、 FS = 20 mA) –149 0 06936-027 IMD (dBc) 75 60 NSD (dBm/Hz) 200 –149 80 Rev. A 150 –146 85 図 25. 100 AD9783 の fOUT 対 8 トーン NSD(fDAC ごとの特性、 ベースバンドおよびミックス・モード、FS = 20 mA) 図 26. 100 –170 50 fOUT (MHz) AD9783 の fOUT 対 IMD(デジタル入力レベルごとの特性、 TA = 25°C、 500 MSPS、FS = 20 mA) 図 24. 0 06936-026 30 06936-023 0 500MSPS 400MSPS –167 45 40 250MSPS –158 –164 50 図 23. –155 –161 55 40 –152 +25°C –40°C 0 25 50 75 100 125 150 fOUT (MHz) AD9783 の fOUT 対 シングルトーン NSD(fDAC ごとの特性、 ベースバンドおよびミックス・モード、 FS = 20 mA) - 12/35 - 図 28. 175 200 225 250 06936-028 IMD (dBc) 75 AD9783 の fOUT 対 8 トーン NSD(温度ごとの特性、 500 MSPS、FS = 20 mA) –50 –50 –55 –55 –60 –60 245.76MSPS –70 –75 –85 –85 200 300 400 500 図 32. –55 –55 –60 –60 –65 –65 ACLR (dBc) –50 –70 491.52MSPS –75 –70 300 400 500 –3dB –75 –80 –80 –85 –85 0dB 0 100 200 300 400 500 fOUT (MHz) 図 30. 200 AD9783 の第 1 隣接チャンネル ACLR(2 キャリア W-CDMA、デジタル入力レベルごとの特性、ベースバン ドおよびミックス・モード、491.52 MSPS、FS = 20 mA) –50 –90 100 fOUT (MHz) AD9783 の第 1 隣接帯域 ACLR(シングル・キャリア W-CDMA、ベースバンドおよびミックス・モード、 FS = 20 mA) 245.76MSPS 0 –90 0 200 300 400 500 fOUT (MHz) AD9783 の第 2 隣接帯域 ACLR(シングル・キャリア W-CDMA、ベースバンドおよびミックス・モード、 FS = 20 mA) 図 33. AD9783 の第 2 隣接チャンネル ACLR(2 キャリア W-CDMA、デジタル入力レベルごとの特性、ベースバン ドおよびミックス・モード、491.52 MSPS、FS = 20 mA) –50 –55 –55 –60 –60 –65 –65 ACLR (dBc) –50 245.76MSPS –70 100 06936-033 図 29. –90 06936-029 100 fOUT (MHz) ACLR (dBc) –3dB –75 –80 0 0dB –70 –80 –90 ACLR (dBc) –65 06936-032 ACLR (dBc) 491.52MSPS –65 06936-030 ACLR (dBc) AD9780/AD9781/AD9783 491.52MSPS –75 –70 –3dB –75 –80 –80 –85 –85 0 100 200 300 400 500 fOUT (MHz) 図 31. Rev. A –90 06936-031 –90 06936-034 0dB 0 100 200 300 400 500 fOUT (MHz) AD9783 の第 3 隣接帯域 ACLR(シングル・キャリア W-CDMA、ベースバンドおよびミックス・モード、 FS = 20 mA) 図 34. - 13/35 - AD9783 の第 3 隣接チャンネル ACLR(2 キャリア W-CDMA、デジタル入力レベルごとの特性、ベースバン ドおよびミックス・モード、491.52 MSPS、FS = 20 mA) AD9780/AD9781/AD9783 –50 1.0 0.5 –55 0 –0.5 0dB AMPLITUDE (dBm) –65 –70 –3dB –75 –80 –2.5 –3.0 200 300 400 500 –5.0 図 38. 0.8 –55 0.6 –60 0.4 LSB –70 0dB –75 240 300 360 420 480 540 600 基本周波数の公称パワー(500 MSPS、FS = 20 mA) –0.2 –0.4 –85 –0.6 –0.8 200 300 400 500 fOUT (MHz) 図 36. 180 0 –80 100 120 0.2 –3dB 0 60 fOUT (MHz) –50 –65 0 06936-038 100 06936-035 0 AD9783 の第 1 隣接チャンネル ACLR(4 キャリア W-CDMA、デジタル入力レベルごとの特性、ベースバン ドおよびミックス・モード、491.52 MSPS、FS = 20 mA) –90 MIX MODE –4.5 06936-036 ACLR (dBc) –2.0 –4.0 fOUT (MHz) 図 35. NORMAL MODE –1.5 –3.5 –85 –90 –1.0 0 4096 8192 12288 16383 CODE 図 39. AD9783 の第 2 隣接チャンネル ACLR(4 キャリア W-CDMA、デジタル入力レベルごとの特性、ベースバン ドおよびミックス・モード、491.52 MSPS、FS = 20 mA) 06936-039 ACLR (dBc) –60 AD9781 の INL(FS = 20 mA) 0.1 –50 –55 0 –60 –3dB LSB ACLR (dBc) –0.1 –65 –70 –75 0dB –0.2 –0.3 –80 0 100 200 300 fOUT (MHz) 図 37. Rev. A 400 500 –0.5 06936-037 –90 0 4096 8192 12288 CODE AD9783 の第 3 隣接チャンネル ACLR(4 キャリア W-CDMA、デジタル入力レベルごとの特性、ベースバン ドおよびミックス・モード、491.52 MSPS、FS = 20 mA) - 14/35 - 図 40. AD9781 の DNL(FS = 20 mA) 16383 06936-040 –0.4 –85 AD9780/AD9781/AD9783 100 –50 95 –55 90 85 –60 75 70 65 60 55 FIRST ADJACENT CHANNEL –65 –70 –75 SECOND ADJACENT CHANNEL –85 45 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 fOUT (MHz) –90 06936-041 図 44. 100 500 AD9781 の ACLR(シングル・キャリア W-CDMA、 ベースバンドおよびミックス・モード、 491.52 MSPS、 FS = 20 mA) 0 80 –0.1 LSB 75 IMD (dBc) 400 0.1 85 70 65 –0.2 –0.3 60 –0.4 55 50 –0.5 45 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 –0.6 06936-042 0 fOUT (MHz) 0 1024 2048 3072 4096 CODE AD9781 の fOUT 対 IMD(ベースバンドおよびミックス・ モード、500 MSPS、FS = 20 mA) 図 45. AD9780 の INL(FS = 20 mA) 0.04 –140 –142 0.02 –144 –146 0 –148 1-TONE –150 –0.02 –152 –154 LSB NSD (dBm/Hz) 300 0.2 90 図 42. 200 IMD @ 500MSPS 95 40 100 fOUT (MHz) AD9781 の fOUT 対 SFDR(ベースバンドおよびミックス・ モード、500 MSPS、FS = 20 mA) 図 41. 0 06936-045 40 THIRD ADJACENT CHANNEL –80 50 06936-044 ACLR (dBc) SFDR (dBc) 80 –156 8-TONE –158 –0.04 –0.06 –160 –0.08 –162 –164 –0.10 –166 0 50 100 150 200 250 300 fOUT (MHz) 図 43. Rev. A 350 400 450 500 –0.12 06936-043 –170 0 1024 2048 3072 CODE 図 46. AD9781 の fOUT 対 シングルトーン、8 トーン NSD (ベースバンドおよびミックス・モード、500 MSPS、 FS = 20 mA) - 15/35 - AD9780 の DNL(FS = 20 mA) 4096 06936-046 –168 AD9780/AD9781/AD9783 100 –140 95 –142 –144 –146 85 –148 80 –150 NSD (dBm/Hz) 75 70 65 60 –156 –158 8-TONE –162 –164 50 –166 45 –168 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 –170 06936-047 0 fOUT (MHz) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 fOUT (MHz) AD9780 の fOUT 対 SFDR(ベースバンドおよびミックス・ モード、500 MSPS、FS = 20 mA) 図 47. –154 –160 55 40 1-TONE –152 図 49. 100 06936-049 SFDR (dBc) 90 AD9780 の fOUT 対 シングルトーン、8 トーン NSD (ベースバンドおよびミックス・モード、500 MSPS、 FS = 20 mA) –50 95 90 –55 85 –60 80 70 ACLR (dBc) IMD (dBc) 75 65 60 55 FIRST ADJACENT CHANNEL –65 –70 –75 50 40 –85 30 0 50 100 150 200 250 300 fOUT (MHz) 図 48. Rev. A 350 400 450 500 06936-048 35 –90 0 100 200 300 fOUT (MHz) AD9780 の fOUT 対 IMD(ベースバンドおよびミックス・ モード、500 MSPS、FS = 20 mA) 図 50. - 16/35 - THIRD ADJACENT CHANNEL 400 500 06936-050 SECOND ADJACENT CHANNEL –80 45 AD9780 の ACLR(シングル・キャリア W-CDMA、 ベースバンドおよびミックス・モード、491.52 MSPS、 FS = 20 mA) AD9780/AD9781/AD9783 用語の説明 直線性誤差または積分非直線性(INL) 電源電圧変動除去比 ゼロスケールとフルスケールを結ぶ直線で表される理論的な出 力に対する実際のアナログ出力の最大偏差です。 電源が規定電圧の最小から最大に変化するときのフルスケール 出力の最大変動です。 微分非直線性(DNL) セトリング時間 理論的な LSB を基準としてデジタル入力コードが 1 だけ値を変 えたときに発生するアナログ出力の最大偏差の測定値です。 出力がその最終値について規定された誤差範囲に到達し、その帯 域範囲内に収まるまでの所要時間のことであり、出力の遷移開始 時点から測定します。 単調性 デジタル入力の増加に対応してアナログ出力が増加するか、また は一定のレベルを維持する場合、その DAC は単調であるといい ます。 オフセット誤差 スプリアスフリー・ダイナミック・レンジ(SFDR) 入力データレートの 1/2 の周波数と DC の間に生じるスプリアス 信号のピークと、出力信号のピーク振幅との差であり、dB の単 位で表します。 ゼロスケール電流の理論値に対する出力電流の偏差です。差動出 力の場合、すべての入力がローレベルのときに IOUTA で 0 mA が 期待され、すべての入力がハイレベルのときに IOUTB で 0 mA が 期待されます。 全高調波歪み(THD) ゲイン誤差 測定された出力信号の rms 値と、ナイキスト周波数より下の、出 力信号以外の全スペクトル成分の rms 値の総和から、6 次までの 高調波成分と DC 成分を除いた値との比です。S/N 比は dB の単 位で表します。 フルスケール出力の理論値に対する実際の出力の偏差です。実際 のフルスケール出力は、すべての入力がハイレベルのときの出力 から、すべての入力がローレベルのときの出力を減算することに よって求めます。 出力コンプライアンス範囲 電流出力 DAC のアナログ出力で許容される電圧範囲です。動作 がコンプライアンス範囲を超えると、出力段の飽和やブレークダ ウンが生じ、性能が非線形になることがあります。 温度ドリフト 温度ドリフトは、周囲温度(25°C)から TMIN または TMAX に変化 するときのパラメータの最大変化と定義されます。オフセットお よびゲイン・ドリフトは、フルスケール範囲(FSR)での ppm/°C 単位で表します。リファレンスのドリフトは ppm/°C 単位で表し ます。 Rev. A 6 次までの高調波成分の rms 値の総和と、測定された基本波の rms 値との比で、%または dB の単位で表します。 S/N 比(SNR) 隣接チャンネル漏れ率(ACLR) 目的のチャンネル電力を基準にして、隣接チャンネル内で測定し た電力との比で、dBc の単位で表します。 複素イメージ除去 従来の 2 段階のアップ・コンバージョンでは、2 番目の IF 周波数 の周囲に 2 つのイメージが生成されます。通常これらのイメージ は、送信機の電力とシステム帯域幅を浪費してしまいます。1 段 目の複素変調器と直列に 2 段目の複素変調器の実数部を配置す ることにより、2 番目の IF 周波数付近の上側/下側周波数のイ メージを除去できます。 - 17/35 - AD9780/AD9781/AD9783 動作原理 AD9780/AD9781/AD9783 は、有線および無線通信システムに最適 な機能を数多く備えています。シングル・サイドバンドの送信機 を設計する場合、このデュアル DAC アーキテクチャを使うと、 一般的な直交変調器と簡単に接続ができます。また、これらの各 デバイスは高速性と高性能を備えているため、従来の製品よりも 広い帯域幅と多くのキャリアを合成できます。 すべての機能とオプションは、SPI ポートを介してソフトウェア から設定できます。 それ以降の SCLK のエッジは、通信サイクルのフェーズ 2 で使用 されます。フェーズ 2 では、シリアル・ポート・コントローラと システム・コントローラの間のデータ転送を行ないます。フェー ズ 2 では、命令バイトの指定によって 1、2、3、4 バイトのデー タを転送できます。一般にはマルチバイトが適していますが、シ ングル・バイトでのデータ転送のほうが CPU のオーバーヘッド を軽減する場合や、単一のレジスタへアクセスする場合に便利で す。 シリアル・ペリフェラル・インターフェース SDO SCLK AD9783 SPI PORT 06936-051 SDIO CSB 図 51. SPI ポート SPI ポートは、柔軟性に優れた同期シリアル通信ポートであり、 業界標準の数多くのマイクロコントローラやマイクロプロセッ サと簡単に接続できます。このポートは、Motorola の SPI プロト コルや Intel® SSR プロトコルなど、多くの同期転送フォーマット と互換性があります。 このインターフェースを介して、AD9780/AD9781/AD9783 の設定 に使用するすべてのレジスタに対し読出し/書込みが可能です。 シングル・バイト転送やマルチバイト転送のほか、MSB ファー ストや LSB ファーストの転送フォーマットにも対応しています。 シリアル・データの入出力は、1 本の双方向ピン(SDIO)、もし くは 2 本の単方向ピン(SDIO/SDO)を使用して行います。 シリアル・ポート設定は、レジスタ 0x00 のビット[7:6]を使用し ます。このバイトの最終ビットへの書込み直後にシリアル・ポー ト設定が変更されます。したがって、マルチバイト転送の場合、 このレジスタへの書込みによる設定変更が通信サイクルの途中 で生じることがあります。現在の通信サイクルの残りのバイトに 対しては、この新しい設定で通信してください。 デバイスの予期しない動作を防ぐために、シリアル・ポートの設 定を変更する場合は、シングル・バイト転送を使用することを推 奨します。 シリアル・インターフェースの一般的な動作 AD9780/AD9781/AD9783 の通信サイクルには、フェーズ 1 と フェーズ 2 の 2 つの段階があります。フェーズ 1 は、各デバイス に命令バイトを書き込む命令サイクルです。このバイトによって、 通信サイクルのフェーズ 2 となるデータ転送サイクルに関する 情報がシリアル・ポート・コントローラに通知されます。 Rev. A フェーズ 1 の命令バイトは、次に実行されるデータ転送が、読出 しか書込みのどちらであるかを指定するほか、転送データのバイ ト数、データ転送の先頭のバイトが参照するレジスタのアドレス を指定します。CSB ピンがロジック・ハイレベルになってからロ ジック・ローレベルに変化すると、SPI ポートが初期状態にリセッ トされ、命令サイクルが開始されます。この時点から次の 8 個の SCLK 立上がりエッジで、この回の通信サイクルで使用される命 令バイトの 8 ビットが設定されます。 すべてのシリアル・ポート・データは、SCLK ピンに同期してデ バイス間で転送されます。入力データは常に SCLK の立上がり エッジでラッチされ、出力データは SCLK の立下がりエッジの後 で有効になります。各転送バイトの最後のビットが書込まれると、 ただちにレジスタの内容が変更されます。 同期が失われた場合は、CSB ピンをロジック・ハイレベルにする とデバイスは I/O 動作を非同期に中止できます。I/O 動作が中止 されると、書込みが行われていないレジスタのデータ値はすべて 消失します。この後、CSB をローレベルにすると、シリアル・ポー ト・コントローラがリセットされ、通信サイクルが再開されます。 命令バイト 命令バイトには、表 9 に示す情報が含まれます。 表 9. MSB LSB B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 R/W N1 N0 A4 A3 A2 A1 A0 ビット 7 の R/W は、命令バイトが書込まれた後でデータ転送を 読出しまたは書込みのどちらで実行するかを指定します。ロジッ ク・ハイレベルは読出し、ロジック 0 は書込み動作を指示します。 ビット[6:5]の N1 と N0 は、データ転送サイクルで転送されるバ イト数を指定します。このビットの意味合いを表 10 に示します。 表 10. バイト転送数 N1 N0 Description 0 0 1 1 0 1 0 1 Transfer one byte Transfer two bytes Transfer three bytes Transfer four bytes - 18/35 - AD9780/AD9781/AD9783 ビット[4:0]の A4、A3、A2、A1、A0 で、通信サイクルのデータ 転送時にアクセスされるレジスタを指定します。マルチバイト転 送の場合は、設定されたデータ転送モードに応じて開始アドレス か終了アドレスになります。MSB ファーストのフォーマットで は、指定されたアドレスがそのサイクルの終了アドレスまたは最 上位アドレスになります。マルチバイト転送での残りのレジス タ・アドレスは、シリアル・ポート・コントローラ内部で指定ア ドレスからデクリメントして生成されます。LSB ファーストの フォーマットでは、指定されたアドレスがそのサイクルの開始ア ドレスまたは最下位アドレスになります。マルチバイト転送での 残りのレジスタ・アドレスは、シリアル・ポート・コントローラ 内部で指定アドレスからインクリメントして生成されます。 定は、レジスタ 0x00 のビット 7 で制御します。デフォルトはロ ジック 0 で、単方向のデータ・ラインに設定されています。 シリアル・ポート・データ出力(SDO) データ送受信に異なるラインを使用するプロトコルの場合に、こ のピンからデータを読み出します。このピンの設定は、レジスタ 0x00 のビット 7 で制御します。このビットがロジック 1 に設定 されていると、データは出力されず、SDO ピンはハイ・インピー ダンス状態になります。 INSTRUCTION CYCLE DATA TRANSFER CYCLE CSB MSB ファーストのフォーマット(LSBFIRST=0)では、命令バ イトとデータ・バイトは MSB から LSB の順に書き込む必要があ ります。MSB ファーストのフォーマットでのマルチバイト転送 は、最上位データ・バイトのレジスタ・アドレスが指定された命 令バイトから開始されます。その後に続くデータ・バイトは、上 位アドレスから下位アドレスの順番でロードされます。MSB ファースト・モードでは、シリアル・ポートの内部アドレス生成 器はマルチバイト転送のバイトごとにデクリメントします。 LSB ファーストのフォーマット(LSBFIRST=1)では、命令バイ トとデータ・バイトは LSB から MSB の順に書き込む必要があり ます。LSB ファーストのフォーマットでのマルチバイト転送は、 最下位データ・バイトのレジスタ・アドレスが指定された、命令 バイトから開始されます。その後に続くデータ・バイトは、下位 アドレスから上位アドレスの順番でロードされます。LSB ファー スト・モードでは、シリアル・ポートの内部アドレス生成器はマ ルチバイト転送のバイトごとにインクリメントします。 SCLK SDIO R/W N1 N0 A4 A3 A2 A1 A0 SDO 図 52. D7 D6N D5N D3 0 D20 D10 D00 D7 D6N D5N D3 0 D2 0 D10 D00 06936-052 シリアル・ポートは、MSB ファーストと LSB ファーストの両方 のデータ・フォーマットをサポートしています。この機能は、レ ジスタ 0x00 のビット 6 で制御します。デフォルトはロジック 0 で、MSB ファーストのフォーマットです。 シリアル・レジスタ・インターフェースのタイミング図 (MSB ファースト) INSTRUCTION CYCLE DATA TRANSFER CYCLE CSB SCLK SDIO A0 A1 A2 A3 A4 N0 N1 R/W D00 D10 D20 D4 N D5N D6N D7N D00 D10 D2 0 D4 N D5N D6N D7N SDO 図 53. デバイスの予期しない動作を防ぐために、シリアル・ポートの データ・フォーマットを変更する場合はシングル・バイト転送を 使用することを推奨します。 06936-053 MSB/LSB転送 シリアル・レジスタ・インターフェースのタイミング図 (LSB ファースト) tS fSCLK –1 CSB tPWH シリアル・インターフェース・ポート・ピンの説明 tPWL アクティブ・ロー入力で、通信サイクルの開始とゲーティングを 行います。このピンにより、同じシリアル通信ライン上で複数の デバイスを使用できます。通信サイクルの間は、CSB をローレベ ルに保持する必要があります。CSB ピンをハイレベルにすると不 完全なデータ転送を強制終了できます。この入力がハイレベルの とき、SDO と SDIO はハイ・インピーダンス状態になります。 tDS SDIO tDH INSTRUCTION BIT 7 図 54. INSTRUCTION BIT 6 06936-054 SCLK チップ・セレクト・バー(CSB) SPI レジスタの書込みタイミング図 CSB シリアル・クロック(SCLK) tDV SDIO SDO DATA BIT N 図 55. シリアル・ポート・データ I/O(SDIO) データは必ずこのピンからデバイスに書き込みます。ただし、 SDIO は双方向のデータ出力ラインにもなります。このピンの設 Rev. A SCLK - 19/35 - DATA BIT N – 1 SPI レジスタの読出しタイミング図 06936-055 シリアル・クロック・ピンを使用して、デバイスの入出力データ を同期させ、内部ステート・マシンを実行します。SCLK の最大 周波数は 40MHz です。入力データはすべて、SCLK の立上がり エッジでレジスタに格納されます。すべての出力データは SCLK の立下がりエッジで出力されます。 AD9780/AD9781/AD9783 SPIレジスタ・マップ 表 11. Register Name Addr Default Bit 7 Bit 6 Bit 5 SPI Control 0x00 0x00 SDIO_DIR LSBFIRST RESET Data Control 0x02 0x00 DATA Power-Down 0x03 0x00 PD_DCO PD_INPT PD_AUX2 Setup and Hold 0x04 0x00 SET[3:0] Timing Adjust 0x05 0x00 Seek 0x06 0x00 Mix Mode 0x0A 0x00 DAC1 FSC 0x0B 0xF9 DAC1 FSC MSBs 0x0C 0x01 AUXDAC1 0x0D 0x00 AUXDAC1[7:0] AUXDAC1 MSB 0x0E 0x00 AUX1SGN DAC2 FSC 0x0F 0xF9 DAC2FSC[7:0] DAC2 FSC MSBs 0x10 0x01 AUXDAC2 0x11 0x00 AUXDAC2[7:0] AUXDAC2 MSB 0x12 0x00 AUX2SGN AUX2DIR BIST Control 0x1A 0x00 BISTEN BISTRD BIST Result 1 Low 0x1B 0x00 BISTRES1[7:0] BIST Result 1 High 0x1C 0x00 BISTRES1[15:8] BIST Result 2 Low 0x1D 0x00 BISTRES2[7:0] BIST Result 2 High 0x1E 0x00 BISTRES2[15:8] Hardware Version 0x1F N/A VERSION[3:0] Rev. A Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 PD_BIAS PD_CLK PD_DAC2 PD_DAC1 LVDS low LVDS high SEEK INVDCO PD_AUX1 HLD[3:0] SAMP_DLY[4:0] DAC1MIX[1:0] DAC2MIX[1:0] DAC1FSC[7:0] DAC1FSC[9:8] AUX1DIR AUXDAC1[9:8] DAC2FSC[9:8] AUXDAC2[9:8] BISTCLR DEVICE[3:0] - 20/35 - AD9780/AD9781/AD9783 SPIレジスタの説明 特に指定のない限り、これらのレジスタを読み出すと、すべての定義されたレジスタ・ビットにすでに書き込まれた値が返されます。 表 12. Register Address Bit Name Function SPI Control 0x00 7 SDIO_DIR 0, operate SPI in 4-wire mode. The SDIO pin operates as an input only pin. 1, operate SPI in 3-wire mode. The SDIO pin operates as a bidirectional data line. 6 LSBFIRST 0, MSB first per SPI standard. 1, LSB first per SPI standard. Only change LSB/MSB order in single-byte instructions to avoid erratic behavior due to bit order errors. 5 RESET 0, execute software reset of SPI and controllers, reload default register values except Register 0x00. DATA 0, DAC input data is twos complement binary format. 1, DAC input data is unsigned binary format. 1, set software reset, write 0 on the next (or any following) cycle to release the reset. Data Control 0x02 7 4 INVDCO 1, inverts the data clock output. Used for adjusting timing of input data. Power-Down 0x03 7 PD_DCO 1, power down data clock output driver circuit. 6 PD_INPT 1, power down input. 5 PD_AUX2 1, power down AUX2 DAC 4 PD_AUX1 1, power down AUX1 DAC. 3 PD_BIAS 1, power down voltage reference bias circuit. 2 PD_CLK 1, power down DAC clock input circuit. 1 PD_DAC2 1, power down DAC2. 0 PD_DAC1 1, power down DAC1. SET[3:0] 4-bit value used to determine input data setup timing. Setup and Hold 0x04 7:4 3:0 HLD[3:0] 4-bit value used to determine input data hold timing. Timing Adjust 0x05 4:0 SAMP_DLY[4:0] 5-bit value used to optimally position input data relative to internal sampling clock. Seek 0x06 2 LVDS low One of the LVDS inputs is above the input voltage limits of the IEEE reduced link specification. 1 LVDS high One of the LVDS inputs is below the input voltage limits of the IEEE reduced link specification. 0 SEEK Indicator bit used with LVDS_SET and LVDS_HLD to determine input data timing margin. 3:2 DAC1MIX[1:0] 00, selects normal mode, DAC1. 01, selects return-to-zero mode, DAC1. 10, selects return-to-zero mode, DAC1. 11, selects mix mode, DAC1. 1:0 DAC2MIX[1:0] 00, selects normal mode, DAC2. 01, selects return-to-zero mode, DAC2. 10, selects return-to-zero mode, DAC2. 11, selects mix mode, DAC2. 7:0 1:0 DAC1FSC[9:0] DAC1 full-scale 10-bit adjustment word. 0x3FF, sets DAC full-scale output current to the maximum value of 31.66 mA. 0x200, sets DAC full-scale output current to the nominal value of 20.0 mA. 0x000, sets DAC full-scale output current to the minimum value of 8.66 mA. Mix Mode DAC1 FSC Rev. A 0x0A 0x0B 0x0C - 21/35 - AD9780/AD9781/AD9783 Register Address Bit Name Function AUXDAC1 0x0D 0x0E 7:0 1:0 AUXDAC1[9:0] AUXDAC1 output current adjustment word. 0x3FF, sets AUXDAC1 output current to 2.0 mA. 0x200, sets AUXDAC1 output current to 1.0 mA. 0x000, sets AUXDAC1 output current to 0.0 mA. 0x0E 7 AUX1SGN 0, AUX1P output pin is active. 1, AUX1N output pin is active. 6 AUX1DIR 0, configures AUXDAC1 output to source current. 1, configures AUXDAC1 output to sink current. DAC2 FSC 0x0F 0x10 7:0 1:0 DAC2FSC[9:0] DAC2 full-scale 10-bit adjustment word. 0x3FF, sets DAC full-scale output current to the maximum value of 31.66 mA. 0x200, sets DAC full-scale output current to the nominal value of 20.0 mA. 0x000, sets DAC full-scale output current to the minimum value of 8.66 mA. AUXDAC2 0x11 0x12 7:0 1:0 AUXDAC2[9:0] AUXDAC2 output current adjustment word. 0x3FF, sets AUXDAC2 output current to 2.0 mA. 0x200, sets AUXDAC2 output current to 1.0 mA. 0x000, sets AUXDAC2 output current to 0.0 mA. 0x12 7 AUX2SGN 0, AUX2P output pin is active. 1, AUX2N output pin is active 6 AUX2DIR 0, configures AUXDAC2 output to source current. 1, configures AUXDAC2 output to sink current. 7 BISTEN 1, enables and starts built-in self-test. 6 BISTRD 1, transfers BIST result registers to SPI for readback. 5 BISTCLR 1, reset BIST logic and clear BIST result registers. BIST Control 0x1A BIST Result 1 0x1B 0x1C 7:0 7:0 BISTRES1[15:0] 16-bit result generated by BIST 1. BIST Result 2 0x1D 0x1E 7:0 7:0 BISTRES2[15:0] 16-bit result generated by BIST 2. Hardware Version 0x1F 7:4 VERSION[3:0] Read only register; indicates the version of the chip. 3:0 DEVICE[3:0] Read only register; indicates the device type. Rev. A - 22/35 - AD9780/AD9781/AD9783 SPIポート、リセット、およびピン・モード 通常は AD9780/AD9781/AD9783 がパワーアップした後に RESET ピンにアクティブ・ハイのパルスを加えます。これにより、コン トロール・レジスタのすべてのビットがデフォルト状態になりま す。また、RESET ピンをローレベルにすると、SPI ポートがアク ティブになるため、CSB をハイレベルに保持する必要があります。 AD9780/AD9781/ AD9783 ではコントローラを使用しないアプリ ケーションのために、SPI ポートを使用しなくても、ピンを使用 して一部のオプション機能を選択できるピン・モード動作が可能 です。RESET ピンをハイレベルにすると、ピン・モードが有効 Rev. A になります。ピン・モードでは、表 13 に示すように 4 本の SPI ポート・ピンは 2 つ目の機能になります。 表 13. SPI ピンの機能(ピン・モード) Pin Name SDIO CSB SDO - 23/35 - Pin Mode Function DATA (Register 0x02, Bit 7), bit value (1/0) equals pin state (high/low). Enable mix mode. If CSB is high, Register 0x0A is set to 0x05, putting both DAC1 and DAC2 into mix mode. Enable full power-down. If SDO is high, Register 0x03 is set to 0xFF. AD9780/AD9781/AD9783 パラレル・データ・ポート・インターフェース 図 56 に示すように、パラレル・ポート・データ・インターフェー スは最大 18 本の差動 LVDS 信号、DCO、DCI、最大 16 本のデー タ ・ ラ イ ン (D[15:0]) で 構 成 さ れ て い ま す 。 DCO は AD9780/AD9781/AD9783 が生成する出力クロックで、デジタル・ データ・エンジンからデータをクロックに合わせて出力させるた めに使用されます。DATA ラインは、I DAC および Q DAC に対 してマルチプレクスされた I および Q データ・ワードをそれぞれ 伝送します。DCI はパラレル・データに関するタイミング情報と、 データの I/Q 状態を示す信号になります。 図 56 に示すように、LVDS 入力データはデータ・サンプリング 信号(DSS)と呼ばれる、内部で生成されたクロックによってラッ チされます。 DSS はメイン DAC クロック信号である CLKP/CLKN を遅延した信号です。DATA 入力信号を基準とする DSS の立上 がりおよび立下がりエッジの位置決めを最適化すると、最も信頼 性の高い DAC データの伝送が可能になります。DATA 入力信号 を基準とする DSS のエッジの位置決めは、プログラマブル遅延 要素 SMP の値を選定して行います。SMP の最適値を決定する手 順は、「パラレル・ポート・タイミングの最適化」で説明してい ます。 DSS エ ッ ジ の 正 し い 位 置 決 め に 加 え て 、 ク ロ ッ ク 入 力 (DCIP/DCIN)およびデータ信号のアイ・パターンが最大限に開 けば、データ・ポートのインターフェースの信頼性が向上します。 クロック入力およびデータ信号のジッタと信号間スキューはア イを狭くする 2 つの性能劣化要因になります。そのため、DATA 信号と同じ出力ドライバとデータ・ラインの配線を用いて、同じ 方法でこのクロック入力信号を構成することを推奨します。つま り、この信号を(010101…)の繰り返しビット・シーケンスを持 つ 17 番目の DATA ラインとして設定してください。 SMP での遅延量(つまり DATA 信号を基準とする DSS の位置決 め)の決定手順を説明する前に、デジタル・データ・ポートの簡 略ブロック図を示します。図 57 に示すように、DATA 信号は DSS の立上がりおよび立下がりエッジでサンプリングされます。次に、 データのデマルチプレクシングとタイミング補正が行われた後 に各 DAC に送られます。 クロック入力信号は、パラレル・データのタイミング情報を与え ると同時に、データの送り先(つまり、I DAC または Q DAC) を与えます。DCI の遅延信号が遅延要素 SET により生成されま すが、この信号を DDCI と表記しています。DDCI は、図 56 で DDSS と表記されている DSS を遅延した信号によってサンプリ ングされます。DDSS は、DSS を HLD の時間だけ遅延した信号 です。SET と HLD の 2 つの遅延信号の組合せによって、クロッ ク入力から正確なタイミング情報を抽出することができます。 HLD ブロックの遅延を長くすると、クロック入力がそのサイク ルの後半でサンプリングされます。SET ブロックの遅延を長くす ると、クロック入力がそのサイクルの前半でサンプリングされま す。このサンプリング結果は、SEEK ビットを読出すことにより 保存された結果を参照できます。DSS とクロック入力は周波数が 同じであるため、SEEK ビットは一定値になります。SET および HLD 遅延ブロックの値を変更し、これに伴う SEEK ビットの変 化を確認することにより、クロック入力(および同様に DATA) を基準とする DSS のセットアップおよびホールド・タイミング を測定できます。 I0 DATA Q0 RETIMING AND DEMUX FF DSS Q DAC HLD_DLY DSS 図 57. DDCI FF SEEK DDSS SMP_DLY CLK CLOCK DISTRIBUTION DCO_P/N 図 56. デジタル・データ・ポートのブロック図 Q2 tHLD0 06936-071 SET_DLY I2 tHLD0 SAMPLE 1 DCI_P/N Q1 DCLK_IN I DAC FF I1 SAMPLE 2 SAMPLE 3 SAMPLE 4 SAMPLE 5 SAMPLE 6 06936-072 DATA<15:0> パラレル・ポート・タイミングの最適化 パラレル・インターフェースのタイミング図 SET、HLD、SMP の時間インクリメント量はクロック・サイクル 比ではなく、実時間の単位です。SET と HLD の公称ステップ・ サイズは 80 ps です。SMP の公称ステップ・サイズは 160 ps です。 SMP の値はレジスタ 0x05 のビット[4:0]、SET の値はレジスタ 0x04 のビット[7:4]、HLD の値はレジスタ 0x04 のビット[3:0]にな ります。 DATA 信号が有効にサンプリングされることを確保するために、 次のような手順でデバイスを設定します。一般的なやりかたとし ては、まず一連のセットアップ値とホールド値の配列を設定しま す。これは数値の範囲内でサンプリング遅延量がスイープ(まん べんなく変化)するかたちにします。この情報に基づき、最適な サンプリング・ポイントが得られるように、SMP の値を変えて いきます。その後、最適な設定になっているかを確認するために、 この新しいサンプリング・ポイントを再度チェックします。 Rev. A - 24/35 - AD9780/AD9781/AD9783 配列の作成 以下の手順で配列を作成します。 1. 2. 3. 4. 5. 6. SMP、SET、HLD の値を 0 に設定します。SEEK ビットの値 を読み出して、記録しておきます。 SMP と SET を 0 に設定した状態にして、SEEK ビットがト グルするまで HLD 値をインクリメントし、そのときの HLD 値を記録します。この手順によって、図 57 に示すホールド 時間を測定できます。 SMP と HLD を 0 に設定した状態にして、SEEK ビットがト グルするまで SET 値をインクリメントし、そのときの SET 値を記録します。この手順によって、図 57 に示すセットアッ プ時間を測定できます。 SET と HLD の値を 0 に設定します。SMP の値をインクリメ ントし、SEEK ビット値を記録しておきます。 SEEK ビットがトグルするまで HLD をインクリメントし、 そのときの HLD 値を記録します。HLD を 0 に設定し、SEEK ビットがトグルするまで SET 値をインクリメントし、その ときの SET 値を記録します。 上記のステップ 4 と 5 の手順を、SMP の値が 0 から 31 まで 完了するまで、繰り返します。 表を作成している最中に SEEK ビットがトグルする SET または HLD の値が見つからない場合があります。この場合は、値を 15 と想定してください。 表 14 に DAC サンプリング・レートが 200 MHz、400 MHz、 600 MHz のときに作成された配列の例を示します。データ・ソース(エン ジン)の DCO 入力から DCI 出力までの遅延が、SMP 値の範囲に 対して SEEK ビットがトグルするタイミングに大きく影響を及 ぼします。そのため、ある特定のシステムで作成した表は、表 14 に示すタイミング・データ配列とは必ずしも一致しません。 表 14 から明らかなように、600 MHz 時のデバイスの SMP 動作設 定は 2 つのみです。タイミング・マージンをリアルタイムでモニ タする方法がないため、タイミング誤差をチェックあるいは補正 するためには、出力を中断させる必要があります。したがって、 100%の連続動作が要求されるアプリケーションでは、500 MHz を越えるクロックでデバイスを動作させないでください。 SMP 値の決定 タイミング・データ配列の作成が完了すると、以下の手順に従っ て SMP 値を決定できます。 1. 表から SEEK ビットが 0 から 1 へ遷移するところの SMP 値 を見つけます。表 14 から 600 MHz の場合、SMP 値は 6 にな ります。 2. 表から SEEK ビットが 1 から 0 へ遷移するところの SMP 値 を見つけます。表 14 から 600 MHz の場合、SMP 値は 11 に なります。 3. ステップ 1 と 2 で見つけた 2 つの値が同じであれば、サンプ リング・ウィンドウが有効であることを示します。500 MHz の場合、11 の SMP 値がこれに相当します。 4. 有効なサンプリング・ウィンドウで、最適な SMP 値は、SET < HLD かつ|HLD-SET|が最小値であるという、2 つの条件が 満たされる場合の数値です。 表 14. タイミング・データ・配列 fDACCLK = 200 MHz fDACCLK = 400 MHz fDACCLK = 600 MHz SMP SEEK SET HLD SEEK SET HLD SEEK SET HLD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 6 8 10 12 15 15 15 15 15 15 15 15 15 1 4 6 8 10 12 13 15 15 15 15 15 15 15 15 1 1 1 1 15 15 15 15 15 13 11 9 7 5 3 1 0 15 15 15 15 15 15 15 13 11 9 7 5 3 1 0 15 15 15 15 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 4 6 8 10 12 14 1 3 4 6 8 10 12 0 2 4 6 7 9 11 13 15 2 4 6 8 9 11 11 11 11 13 11 9 7 4 2 1 13 11 9 7 5 3 1 15 13 11 9 7 5 3 1 0 11 9 7 5 3 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 2 3 5 8 10 1 2 4 7 9 1 2 4 6 9 11 1 3 5 7 9 1 2 4 7 9 10 1 1 1 1 11 9 7 5 2 1 9 7 4 2 1 10 8 7 4 2 0 8 7 5 2 1 10 8 6 4 2 0 8 8 8 8 Rev. A 600 MHz の場合、SMP の最適値は 7 です。 SMP の計算値(以降、SMPOPTIMAL と表記)をデバイスに設定し た後で、十分なタイミング・マージンが確保されているかを確認 するために、設定のテストを行う必要があります。これは、SMP 値を SMPOPTIMAL + 1 および SMPOPTIMAL − 1 とし、SEEK ビットが 1 として読み出されることを確認する方法で行うことができま す。さらに、SET と HLD を足し算したときの最小値を 8 とする 点にも注意が必要です。この合計値が 8 よりも小さければ、ク ロック入力ラインのジッタが過大になっていないか、またクロッ ク入力の周波数がデータシートで規定される最大値の 500 MHz (または 1000 Mbps)を超えていないことを確認する必要があり ます。 前述のように、入力最大データレートで信頼性の高い動作を確保 するには、ジッタおよび入力データビットと DCI 間のスキュー を低減することがきわめて重要です。表 14 のデータを得るため に使用された入力データ信号のアイ・ダイヤグラムを図 58 に示 します。 - 25/35 - AD9780/AD9781/AD9783 す。あるいは図 60 に示すように、トランス結合してクランプす ることもできます。 50Ω V1: 296mV V2: –228mV ΔV: –524mV 1 CLKP CLKN 50Ω BAV99ZXCT HIGH SPEED DUAL DIODE VCM = 400mV 06936-076 図 60. 図 58. 125ps/DIV 2.12ns 20GSPS IT 2.5ps/PT A CH1 図 61 に、400 mV の同相電圧を生成する単純な構成のバイアス・ ネットワークを示します。このクロック・バイアス回路には、 CVDD18 と CGND を使用することが重要です。クロックに混入 したノイズやその他の信号が、DAC のデジタル入力信号と掛け 算されて、DAC の性能を低下させることがあります。 58mV 表 14 の 600 MHz タイミング・データ配列の作成で 使用されたデータ・ソースのアイ・ダイヤグラム 有効なサンプリング・ウィンドウは、温度変化によってシフトし ます。そのためデバイスを 500 MHz を超える周波数で動作させ ようとするとき、デバイスが 20℃以上の温度変化を受ける場合 は、必ずタイミングの最適化を再度行ってください。もう 1 つの デジタル・データ・ポートのタイミングに関する留意点は、クロッ ク出力(DCOP/DCON)とクロック入力間の伝播遅延変動です。 温度変化やその他の影響により、この時間変動が大きくなる場合 は(SET または HLD の 25%を超える変化)、このタイミング・ キャリブレーション手順を繰り返してください。 サンプリング・レートが 400 MSPS 以下のときは、簡単な手順で インターフェースのタイミング・マージンを十分に確保できます。 この場合は、0 から 31 までの範囲で SMP をスイープ(まんべん なく変化)させて、SEEK ビットの状態を記録します。その後に、 最初の有効サンプリング・ウィンドウの中心値を SMP の最適値 として選択します。表 14 に示す 400 MHz のケースを例に挙げる と、SMP 値が 7 から 13 のときが最初の有効サンプリング・ウィ ンドウになります。このウィンドウの中心値は 10 であるため、 SMP の最適値として 10 を設定できます。 CLK入力の駆動 CLK 入力には低ジッタの駆動用差動信号が必要です。この端子 は、1.8 V 電源で動作する PMOS 入力差動ペアであるため、仕様 で規定された入力同相電圧 400 mV を維持することが重要です。 各入力ピンは、この 400 mV の同相電圧を中心として 200 mV p-p から 1 V p-p までの範囲で安全に振幅させることが可能です。こ れらの入力レベルは LVDS と直接の互換性はありませんが、図 59 に示すように AC 結合のオフセット LVDS 信号によって CLK を駆動できます。 VCM = 400mV CVDD18 1kΩ 1nF 0.1µF 287Ω 1nF CGND 図 61. DAC CLK の VCM 発生器回路 フルスケール電流の生成 内部リファレンス 8.66~31.66 mA の範囲で I DAC と Q DAC のフルスケール電流を 設定できます。最初に 1.2 V のバンドギャップ・リファレンスを 使用して、FS ADJ(54 番ピン)に接続された外部抵抗の電流を 設定します。図 62 にリファレンス回路の簡略ブロック図を示し ます。外部抵抗の推奨値は 10 kΩですが、これにより 120 μA の IREFERENCE が抵抗を流れるように設定され、これで 20 mA の DAC 出力フルスケール電流が生じます。ゲイン誤差はこの抵抗に比例 して変化するので、高精度の抵抗を使用することによって、この 各デバイスの内部マッチング仕様にまでゲイン・マッチングが改 善されます。内部電流ミラー回路で電流ゲインのスケーリングが 行なわれます。I DAC または Q DAC ゲインは SPI ポート・レジ スタの 10 ビット・ワードで設定します。この DAC ゲイン・レジ スタのデフォルト値では、約 20 mA のフルスケール電流出力(IFS) が発生します。IFS は以下の式から求められます。 IFS = (86.6 + (0.220 × DAC gain)) × 1000/R AD9783 0.1µF LVDS_P_IN TTL または CMOS の DAC CLK 駆動回路 06936-058 CH1 100mV 06936-057 0.1µF TTL OR CMOS CLK INPUT 1.2V BAND GAP CLKP I DAC GAIN I DAC REFIO 50Ω 0.1µF VCM = 400mV DAC FULL SCALE REFERENCE CURRENT CURRENT SCALING FS ADJ 0.1µF 図 59. 10kΩ 06936-056 CLKN 図 62. LVDS の DAC CLK 駆動回路 きれいなサイン波のクロックを使用できる場合は、図 60 に示す ようにこのクロックを CLKP と CLKN にトランス結合で供給で きます。サンプリング・レートが低い場合は、CMOS クロックや TTL クロックも使用できます。すでに説明したように、このク ロックは CMOS/LVDS トランスレータを通して AC 結合もできま Rev. A Q DAC GAIN - 26/35 - Q DAC リファレンス回路 06936-059 50Ω LVDS_N_IN AD9780/AD9781/AD9783 35 アナログ動作モード AD9780/AD9781/AD9783 は、DAC 出力の歪みを低減する独自の クワッドスイッチ・アーキテクチャを採用しており、従来型の デュアルスイッチ・アーキテクチャで発生するコード依存のグ リッチがありません。ただし、コード依存のグリッチはなくなる ものの、このアーキテクチャでは 2 × fDAC のレートで一定のグ リッチが発生します。しかし周波数領域で十分な性能が要求され る通信システムやその他のアプリケーションでは、これはほとん ど問題になりません。 30 IFS (mA) 25 20 15 5 0 256 図 63. 512 DAC GAIN CODE 768 1024 06936-060 10 DAC ゲイン・コード 対 IFS DACの伝達関数 AD9780/AD9781/AD9783 の各 DAC 出力は、IOUTP と IOUTN の相補 電流出力を駆動します。全ビットがハイレベルのときに、フルス ケール電流出力(IFS)に近い電流が IOUTP から供給されます。た とえば次のようになります。 DAC CODE = 2N − 1 ここで、N = 12/14/16 ビット(それぞれ AD9780/AD9781/AD9783 の分解能)で、IOUTN からは電流が出力されません。 IOUTP と IOUTN の電流出力は、入力コードと IFS の関数であり、次の 式で表すことができます。 IOUTP = (DAC DATA/2N) × IFS (1) IOUTN = ((2N − 1) − DAC DATA)/2N × IFS (2) クワッドスイッチ・アーキテクチャは、ミックス・モードとゼロ・ リターン(RZ)モードの 2 つの動作モードを追加でサポートし ています。この 2 つのモードの波形を図 64 に示します。ミック ス・モード時は半クロック・サイクルおきに出力が反転します。 これにより、サンプリング・レートで DAC 出力がチョッピング されます。このチョッピングにより、sinc ロールオフを DC から fDAC に周波数シフトできます。さらに出力スペクトルに対するも う 1 つのちょっとした効果もあります。シフトされたスペクトル は、2 × fDAC が最初のヌル点となる 2 番目の sinc 関数を形成しま す。これは、データがクロック・レートの 2 倍でランダムに変化 するのではなく、単に繰り返されるためです。 RZ モードでは、半クロック・サイクルおきに出力がミッドスケー ルに戻ります。出力はノーマル・モード時の DAC 出力と同じで すが、出力パルスの幅と領域が半分になる点だけが異なります。 出力パルス幅が半分であるため、sinc 関数は 2 倍に周波数スケー リングされ、最初のヌル点が 2 × fDAC になります。ノーマル・モー ド時と比べパルス領域が半分になるため、出力パワーはノーマ ル・モード時の 1/2 になります。 INPUT DATA D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 DAC CLK ここで、DAC DATA = 0 to 2N − 1(10 進表記)です。 VOUTP = IOUTP × RLOAD (3) VOUTN = IOUTN × RLOAD (4) 20 mA の公称出力電流で 1 V の最大出力コンプライアンスを達成 するには、RLOAD を 50 Ω に設定する必要があります。また VOUTP と VOUTN のフルスケール値が出力コンプライアンスの規定範囲 を超えないようにして、規定の歪みおよび直線性を維持できるよ うにしてください。 AD9780/ AD9781/AD9783 を差動で動作させることによって、2 つの利点が得られます。第 1 に差動動作により、ノイズや歪み、 DC オフセットなど IOUTP と IOUTN に関連した同相誤差発生要因を キャンセルできます。第 2 には、コードに対応した差動電流レベ ルと、後段の出力電圧(VDIFF)が、シングルエンド電圧出力(VOUTP または VOUTN) の 2 倍になるため、負荷に対して 2 倍の信号パワー が得られます。 VDIFF = (IOUTP – IOUTN) × RLOAD Rev. A (5) 4-SWITCH DAC OUTPUT (fS MIX MODE) 4-SWITCH DAC OUTPUT (RETURN-TOZERO MODE) 図 64. t t 06936-061 通常この 2 つの電流出力で、直接またはトランスを介して抵抗負 荷を駆動します。DC 結合が必要な場合は、一致した抵抗負荷 (RLOAD)を IOUTP と IOUTN に接続し、各抵抗負荷をアナログ・コモ ン(AVSS)に接続してください。IOUTP ピンと IOUTN ピンのシング ルエンド電圧出力は、次の式から求めることができます。 ミックス・モードとゼロ復帰モードでの DAC 波形 ノーマル・モード、ミックス・モード、RZ モードそれぞれの出 力スペクトル形状を示す関数を図 65 に示します。モードを切り 替えると、モード固有の sinc ロールオフが DAC 出力で再形成さ れます。このモード変更機能により、AD9780/AD9781/ AD9783 はダイレクト IF アプリケーションに適しています。選択した動 作モードに応じて、最初の 3 つのナイキスト・ゾーンのどこにで もキャリアを配置することができます。図 65 に示すように、3 つのゾーンすべてにおける性能と最大振幅レベルは、キャリアを どこに配置するかによって、sinc ロールオフの形状により決まり ます。 - 27/35 - AD9780/AD9781/AD9783 0 MIX 0mA TO 2mA RETURN-TO-ZERO AUXP VBIAS NORMAL –20 AUXN SINK OR SOURCE 図 66. –40 0 0.5 図 65. 1.0 (fS) 1.5 2.0 06936-062 –30 各アナログ動作モードの伝達関数 補助 DAC AD9780/AD9781/ AD9783 には、2 個の補助 DAC が備わっていま す。図 66 に機能図を示します。補助 DAC は、AUXP と AUXN の 2 本の出力ピンをもつ電流出力デバイスです。アクティブ・ピ ンは、電流ソースまたは電流シンクのどちらにも設定できます。 電流シンクまたはソースのいずれの場合も、フルスケール電流レ ベルは 2 mA です。この補助 DAC 出力の有効コンプライアンス 範囲は、出力をシンク電流またはソース電流のどちらに設定する かによって異なります。電流ソース時のコンプライアンス電圧は 0~1.6 V ですが、電流シンク時の出力コンプライアンス電圧は 0.8~1.6 V になります。 どちらの出力も使用できますが、アクティ ブにできるのは補助 DAC の出力の 1 つ(P または N)のみです。 非アクティブのピンは、常にハイ・インピーダンス状態になりま す(>100 kΩ)。 POSITIVE OR NEGATIVE 補助 DAC の機能図 シングル・サイドバンド送信機のアプリケーションでは、直交変 調器の入力換算 DC オフセット電圧と DAC 出力のオフセット電 圧の組合せにより、変調器の出力でローカル発振器(LO)の フィード・スルーが発生し、システム性能が低下することがあり ます。補助 DAC を使用することで、この DC オフセットとそれ に伴って発生する LO フィード・スルーをなくすことができます。 DC オフセット補正を行うために補助 DAC を使用する回路構成 は、DAC と変調器とのインターフェース回路の詳細によって異 なります。図 67 に、ローパス・フィルタを使用した DC 結合構 成の例を示します。 QUADRATURE MODULATOR V+ AD9783 AUX DAC1 OR DAC2 AD9783 DAC1 OR DAC2 25Ω TO 50Ω 図 67. Rev. A 06936-063 0mA TO 2mA - 28/35 - QUAD MOD I OR Q INPUTS OPTIONAL PASSIVE FILTERING 25Ω TO 50Ω 06936-064 T(f) (dB) –10 受動 DC シフトを用いた DAC と直交変調器の DC 結合 AD9780/AD9781/AD9783 消費電力 0.50 0.45 0.45 0.40 0.40 0.35 0.35 0.30 0.30 0.25 0.20 0.20 0.15 0.15 0.10 0.10 0.05 0.05 0 0 100 200 300 400 500 CLOCK SPEED (MSPS) 図 68. 0 0 100 200 300 400 500 CLOCK SPEED (MSPS) 消費電力、I データのみ、シングル DAC モード 図 71. 0.200 0.200 0.175 0.175 0.150 0.150 0.125 0.125 POWER (W) POWER (W) 0.25 0.100 0.075 06936-068 POWER (W) 0.50 06936-065 POWER (W) シングル DAC モードとデュアル DAC モードのデバイスの消費電力を図 68~図 73 に示します。 消費電力、I および Q データ、デュアル DAC モード 0.100 DVDD18 0.075 DVDD18 CVDD 200 300 400 500 CLOCK SPEED (MSPS) 消費電力、1.8 V デジタル電源、1.8 V クロック電源、 I データのみ 図 72. 0.200 0.175 0.175 0.150 0.150 0.125 AVDD33 0.100 0.075 100 200 Rev. A 400 500 0.125 0.100 0.075 300 400 500 0 06936-067 0 300 AVDD33 DVDD33 0.025 CLOCK SPEED (MSPS) 図 70. 200 0.050 DVDD33 0.025 0 100 消費電力、1.8 V デジタル電源、1.8 V クロック電源、 I および Q データ、デュアル DAC モード 0.200 0.050 0 CLOCK SPEED (MSPS) POWER (W) POWER (W) 図 69. 0 0 100 200 300 CLOCK SPEED (MSPS) 消費電力、3.3 V デジタル電源、3.3 V アナログ電源、 I データのみ 図 73. - 29/35 - 400 500 06936-070 100 06936-066 0 06936-069 0.025 0.025 0 CVDD 0.050 0.050 消費電力、3.3 V デジタル電源、3.3 V アナログ電源、 I および Q データ、デュアル DAC モード Rev. A B2 B1 図 74. 電源分配 - 30/35 - 5VIN 5VIN 5VIN 5VIN 5VIN J587 CCASE J587 C48 0.1UF C47 0.1UF C46 0.1UF C50 0.1UF C49 0.1UF 10V C66 100UF 5VIN 3 3 IN 2 1 GND 3 SD 7 OUT 1 ADP3333ARM-3.3 GND 7 OUT SD VR3 IN 2 1 ADP3333ARM-3.3 3 7 OUT GND SD VR2 IN 2 1 ADP3333ARM-3.3 3 7 OUT GND SD VR1 IN 2 ADP3333ARM-1.8 GND 7 1 OUT ADP3333ARM-1.8 SD VR5 2IN VR4 R28 R19 R18 R29 R30 J587 J587 J587 J587 J587 R0805 DNP J6 R0805 DNP J4 R0805 DNP J3 R0805 DNP J2 R0805 DNP J1 CCASE CCASE CCASE CCASE CCASE C26 100UF 10V C24 100UF 10V C23 100UF 10V C22 100UF 10V 10V C21 100UF C41 0.1UF C40 0.1UF C39 0.1UF C38 0.1UF C36 0.1UF EXC-CL4532U1 L1812 L6 EXC-CL4532U1 L1812 L4 EXC-CL4532U1 L1812 L3 EXC-CL4532U1 L1812 L2 EXC-CL4532U1 L1812 L1 10UF C19 10UF C18 10UF C17 10UF C16 10UF C15 C45 0.1UF C44 0.1UF C43 0.1UF C42 0.1UF C37 0.1UF TP6 RED TP4 RED TP3 RED TP2 RED TP1 RED J587 DVCC33 AVDD33 DVDD33 DVDD18 CVDD18 J8 J587 TP8 BLACK 06936-077 J7 TP7 BLACK AD9780/AD9781/AD9783 評価用ボードの回路図 - 31/35 - SPI インターフェース C0402 RESET 2 3 7 14 6 U1 DVDD33 DVDD33 SW5 C51 0.1UF 1 U1 5 4 2 3 VCC 4 GND 1 3 2 2 3 2 3 2 3 2 3 1 2 SW4 SW3 SW2 SW1 1 1 1 1 1 DVDD33 MR U1 RST A1 SPI_SDO SPI_SDI SPI_CLK SPI_CSB SW6 11 U8 3 4 U9 U9 6 R27 10K 12 13 R0805 8 5 3 1 R26 10K 74HC125 U8 DVDD33 74HC14 U9 74HC14 4 74HC14 2 R17 10K 74HC125 R0805 Rev. A R0805 図 75. 2 1 U9 U9 8 3 10 6 9 11 13 74HC125 U8 9 74HC125 U8 74HC14 U9 74HC14 10 74HC14 12 5 4 DVDD33 R0805 DVDD33 R14 20K R15 20K R16 20K R13 R12 R11 C0402 C9 0.1UF R0805 7.5K R0805 7.5K R0805 7.5K DVDD33 6 C0402 C10 0.1UF 10UH L1210 L7 5 4 3 2 1 P1 AD9780/AD9781/AD9783 06936-078 R0805 R0805 図 76. メイン回路図 - 32/35 - DVSS DVDD33 1000PF C0402 C65 C64 100PF C0402 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 U7 1000PF C0402 D8P D8N D7P D7N D6P D6N DCOP DCON DVDD33 DVSS IDCIP DCIN D5P D5N D4P D4N D3P D3N 0.1UF C0402 C4 DVDD33 C53 100PF C0402 C52 C63 DVSS 1000PF C0402 DVDD18 0.1UF C0402 C3 CVDD18 1000PF C0402 C60 CVDD18 CVSS CLKP CLKN CVSS CVDD18 DVSS DVDD18 D13P D13N D12P D12N D11P D11N D10P D10N D9P D9N FS ADJ RESET CSB SCLK SDIO SDO DVSS DVDD18 NC NC NC NC D0N D0P D1N DIP D2N D2P DVDD18 DVSS C55 C0402 C54 100PF 1000PF C61 R5 R0603 C5 0.1UF C2 C0402 C6 0.1UF R3 49.9-0.5% AUX2N AUX2P AUX1P AUX1N R1 49.9-0.5% 0.1UF 10UF C28 10UF C20 DVDD18 S8 R4 49.9-0.5% C27 4.7UF 16V C56 1000PF C0402 R2 49.9-0.5% CVDD18 CVDD18 C0402 DVDD18 C0402 10K-0.1% 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 0.1UF C0402 C1 AVDD33 100PF C0402 C0402 AVDD33 AVDD33 AVSS IOUT1P IOUT1N AVSS AUX1P AUX1N AVSS AUX2N AUX2P AVSS IOUT2N IOUT2P AVSS AVDD33 AVDD33 REFIO 100PF C0402 C62 SDO SDIO SCLK CSB RESET 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 D2P D2N D1P D1N D0P D0N NC NC NC NC D5P D5N D4P D4N D3P D3N DCIP DCIN D8P D8N D7P D7N D6P D6N DCOP DCON D13P D13N D12P D12N D11P D11N D10P D10N D9P D9N 10UF R0402 DVDD18 R0402 DVDD33 R0402 CLKP CLKN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 R0402 Rev. A C25 C59 S 2:1 0.1UF 4 S 4 TC1-1-13M 3 2 TC2-1T 2:1 T11 2:1 T8 1 5 T10 5 1 4 3 T7 P P 2 4 5 1 2 ADT2-1T-1P 2:1 ADTL1-12 3 5 1 2 TC2-1T 4 T6 2 1 5 4 3 T3 5 C8 C0402 ADT2-1T-1P 0.1UF T5 1 C7 C0402 T2 P P 2 C58 100PF C0402 TC1-1-13M 1 2 S 3 5 4 3 C57 100PF C0402 ADTL1-12 1 2 S 3 5 4 3 1000PF C0402 AVDD33 S7 S4 10UF C29 AVDD33 AD9780/AD9781/AD9783 06936-079 - 33/35 - データ入力の詳細 D15_P D14_P D13_P D12_P Jack G2 S2 D12_N D13_N D14_N D15_N G1 S1 G3 Rev. A 図 77. G4 S3 S4 G5 G6 S5 S6 G7 G8 S7 S8 G9 G10 S9 S10 G11 G12 S11 S12 G13 G14 S13 S14 G15 G16 S15 S16 G17 G18 S17 S18 G19 G20 S19 S20 G21 G22 S21 S22 G23 G24 S23 S24 G25 G26 S25 S26 G27 G28 S27 S28 G29 G30 S29 S30 G31 G32 S31 S32 G33 G34 S33 S34 G35 G36 S35 S36 G37 G38 S37 S38 G39 G40 S39 S40 G41 G42 S41 S42 G43 G44 S43 S44 G45 G46 S45 S46 G47 G48 S47 S48 G49 G50 Jack FCN-268 F024-G/0 D J9 L9 DCLKI_P DCLKO_P D08_P D09_P D10_P D11_P D06_P D07_P D00_P D01_P D02_P D03_P D04_P D05_P 10UH L1210 10UH L1210 L8 D05_N D04_N D03_N D02_N D01_N D00_N D07_N D06_N D11_N D10_N D09_N D08_N DCLKO_N DCLKI_N 06936-080 AD9780/AD9781/AD9783 S1 R9 VAL 5 4 P T1 S TC1-1-13M 3 2 1 R0402 R0402 R7 300 R6 1K - 34/35 - C0402 C12 0.1UF C0402 C11 DNP C13 0.1UF C0402 Rev. A C14 0.1UF C0402 図 78. R0402 R0402 CVDD18 R8 25 R10 25 CLK_P CLK_N AUX2_P AUX1_P S12 S9 AUX2_N AUX1_N S11 S10 AD9780/AD9781/AD9783 AUX DAC およびクロック入力回路の詳細 06936-081 R0402 AD9780/AD9781/AD9783 外形寸法 0.60 0.42 0.24 0.60 0.42 0.24 55 54 PIN 1 INDICATOR 9.75 BSC SQ 1.00 0.85 0.80 (BOTTOM VIEW) 0.50 BSC 8.50 REF 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF 0.30 0.23 0.18 SEATING PLANE 18 19 37 36 0.80 MAX 0.65 TYP 12° MAX 4.70 BSC SQ EXPOSED PAD 0.50 0.40 0.30 PIN 1 INDICATOR EXPOSED PAD MUST BE SOLDERED TO PCB AND CONNECTED TO AVSS. 111507-A TOP VIEW 72 1 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-VNND-4 図 79. D06936-0-6/08(A)-J 10.00 BSC SQ 72 ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ[LFCSP_VQ] 10 mm × 10 mm、極薄クワッド (CP-72-1) 寸法単位:mm オーダー・ガイド Model Temperature Range Package Description Package Option AD9780BCPZ 1 AD9780BCPZRL1 −40°C to +85°C −40°C to +85°C 72-Lead LFCSP_VQ 72-Lead LFCSP_VQ CP-72-1 CP-72-1 AD9781BCPZ1 AD9781BCPZRL1 −40°C to +85°C −40°C to +85°C 72-Lead LFCSP_VQ 72-Lead LFCSP_VQ CP-72-1 CP-72-1 AD9783BCPZ1 AD9783BCPZRL1 −40°C to +85°C −40°C to +85°C 72-Lead LFCSP_VQ 72-Lead LFCSP_VQ CP-72-1 CP-72-1 AD9780-EBZ1 AD9781-EBZ1 AD9783-EBZ1 1 Evaluation Board Evaluation Board Evaluation Board Z = RoHS 準拠製品 Rev. A - 35/35 -