芯對話 | CBM97D39高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換的行業(yè)寵兒，它強在哪？

一、總述

數(shù)據(jù)的處理與傳輸能力現(xiàn)如今已然成為推動各個領(lǐng)域進步的核心動力。從通信行業(yè)對高速、穩(wěn)定信號傳輸的追求，到儀器與測試設(shè)備對高精度測量的執(zhí)著，再到雷達、航空設(shè)備對復(fù)雜環(huán)境下可靠信號處理的需求，精準(zhǔn)、高效的數(shù)據(jù)處理能力已成為競爭的關(guān)鍵因素。在這一背景下，數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為連接數(shù)字信號與模擬信號的關(guān)鍵橋梁，其性能優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。

二、行業(yè)發(fā)展中的困境

隨著通信技術(shù)的不斷演進，通信設(shè)備需要處理更為復(fù)雜、帶寬更寬、頻率更高的信號，以實現(xiàn)高速率、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。在 5G 基站中，為了滿足大量用戶同時在線以及高清視頻、虛擬現(xiàn)實等大流量應(yīng)用的需求，數(shù)模轉(zhuǎn)換器需要具備更高的轉(zhuǎn)換速率和更低的失真，確保信號在傳輸過程中的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。然而，傳統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器在面對如此復(fù)雜的信號處理任務(wù)時，往往在轉(zhuǎn)換速率、精度和帶寬等方面暴露出不足，難以滿足通信行業(yè)日益增長的需求。

儀器儀表領(lǐng)域同樣對數(shù)據(jù)處理有著極高的要求。在半導(dǎo)體測試中，為了精確檢測芯片的性能參數(shù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器需要將數(shù)字信號精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)換為模擬信號，以提供高精度的測試激勵。在高精度頻譜分析中，為了準(zhǔn)確還原和分析復(fù)雜的信號頻譜，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分辨率和動態(tài)范圍至關(guān)重要。但現(xiàn)有的部分數(shù)模轉(zhuǎn)換器在分辨率、動態(tài)范圍和轉(zhuǎn)換速度等方面存在短板，限制了儀器儀表行業(yè)向更高精度和效率發(fā)展。

雷達、航空設(shè)備在現(xiàn)代國防和航空航天領(lǐng)域具有重要地位。在復(fù)雜多變的電磁環(huán)境和高空惡劣條件下，雷達需要快速、準(zhǔn)確地探測目標(biāo)，航空設(shè)備需要穩(wěn)定可靠地處理各類信號以保障飛行安全。然而，傳統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器在應(yīng)對這些復(fù)雜環(huán)境時，性能穩(wěn)定性和信號處理能力不足，難以滿足雷達和航空設(shè)備對信號處理的嚴苛要求，給相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了阻礙。

三、CBM97D39：高性能 RF 數(shù)模轉(zhuǎn)換器

CBM97D39BG 是一款集成度高、性能出色的 14 位、2.5 GSPS 高性能射頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器，在復(fù)雜信號處理方面表現(xiàn)出獨特的技術(shù)優(yōu)勢，為多領(lǐng)域應(yīng)用提供了可靠的解決方案。

（一）產(chǎn)品優(yōu)勢

高分辨率與低失真性能：14 位的分辨率使得 CBM97D39 能夠精細區(qū)分模擬信號的微小變化，在信號轉(zhuǎn)換過程中保留更多細節(jié)信息。其采用的四相開關(guān)結(jié)構(gòu) DAC 內(nèi)核，有效降低了信號失真，在直接射頻輸出時展現(xiàn)出良好的信號質(zhì)量。在無線通信系統(tǒng)中，高分辨率有助于提升信號調(diào)制的精度，低失真特性則減少了信號干擾，保障了通信的準(zhǔn)確性和可靠性。

1. 高速轉(zhuǎn)換與寬頻帶輸出能力：高達 5 GSPS 的時鐘頻率，使芯片能夠快速處理高速變化的數(shù)字信號，實現(xiàn)實時的信號轉(zhuǎn)換。該芯片支持從直流到 3GHz 的信號輸出，在基帶模式下，可于第一奈奎斯特頻率內(nèi)生成多載波寬帶信號；在混頻模式時，能在第二、三奈奎斯特區(qū)域輸出多載波信號，滿足不同應(yīng)用場景對信號頻率范圍的多樣化需求。在雷達系統(tǒng)中，高速轉(zhuǎn)換和寬頻帶輸出能力可實現(xiàn)對遠距離目標(biāo)的快速探測和精準(zhǔn)定位。
2. 靈活的接口與系統(tǒng)適配性：芯片具備雙端、源同步的 LVDS 接口，這種接口方式不僅簡化了與 FPGA/ASIC 等數(shù)字設(shè)備之間的連接，還能實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)字信號在傳輸過程中的完整性。片上控制器可在大溫度變化范圍內(nèi)管理內(nèi)部和外部時鐘域之間的接口，保證數(shù)據(jù)從主機到 DAC 內(nèi)核的正確傳輸，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性。此外，通過串行外圍接口（SPI），用戶可方便地對芯片進行配置和寄存器訪問，實現(xiàn)靈活的功能定制。
3. 穩(wěn)定性能：CBM97D39 無雜散動態(tài)范圍達到 70dB，有效抑制了雜散信號的干擾，保證了芯片在復(fù)雜信號處理過程中的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，適用于對信號質(zhì)量要求極高的應(yīng)用場景，如高端測試測量儀器。
4. 多芯片同步與電流可編程特性：片上同步控制器實現(xiàn)了多芯片同步功能，在需要擴展系統(tǒng)性能或處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的場景中，多個 CBM97D39 芯片能夠協(xié)同工作，提升整體系統(tǒng)的處理能力。同時，芯片的輸出電流范圍可在 8.7mA 至 31.7mA 之間靈活調(diào)整，用戶可根據(jù)實際應(yīng)用需求優(yōu)化電路性能，增強了芯片在不同電路設(shè)計中的適用性。
5. 工藝與封裝優(yōu)勢：CBM97D39BG 基于 0.18um CMOS 工藝制造，該工藝在保證芯片高性能的同時，兼顧了成本效益。采用 1.8V 和 3.3V 雙電源供電，為芯片內(nèi)部不同功能模塊提供了適配的電源環(huán)境。160 腳 CSBGA 封裝形式具有良好的電氣性能和散熱特性，確保芯片在高密度集成和高負載運行條件下的可靠性和穩(wěn)定性。

（二）產(chǎn)品參數(shù)

四、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 寬帶通信系統(tǒng)：，CBM97D39 能夠為通信基站的信號調(diào)制與發(fā)射提供精準(zhǔn)的模擬信號源，其高速轉(zhuǎn)換速率和低失真特性確保了多載波信號的準(zhǔn)確生成和高效傳輸，提升了通信系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍。在衛(wèi)星通信地面站設(shè)備中，該芯片可處理復(fù)雜的上行和下行信號，滿足衛(wèi)星通信對信號質(zhì)量和頻率穩(wěn)定性的嚴格要求，保障衛(wèi)星與地面之間的可靠通信。
2. 儀器與測試設(shè)備：在頻譜分析儀、信號發(fā)生器等測試測量儀器中，CBM97D39 作為核心信號源，能夠提供高純度、高精度的模擬信號，滿足儀器對信號質(zhì)量的嚴格要求，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在半導(dǎo)體測試設(shè)備中，該芯片可用于生成測試激勵信號，對芯片的性能進行全面、精確的測試，提高半導(dǎo)體生產(chǎn)的質(zhì)量控制水平。
3. 雷達、航空設(shè)備：在雷達系統(tǒng)中，CBM97D39 的高速轉(zhuǎn)換和寬頻帶輸出能力可實現(xiàn)對遠距離目標(biāo)的快速探測和精準(zhǔn)定位，提供有力保障。在航空設(shè)備中，它能夠穩(wěn)定可靠地處理各類信號，滿足航空電子系統(tǒng)對信號處理的嚴苛要求，保障飛行安全，助力航空航天事業(yè)的發(fā)展。