隨著移動(dòng)電話架構(gòu)的發(fā)展，其功耗和成本有所下降，而效率和性能卻在提高。與此同時(shí)，為這些電話提供服務(wù)的無線基站一直在努力跟上這些改進(jìn)?，F(xiàn)代基站一半以上的功耗與功率放大器有關(guān)，因此系統(tǒng)級正在不斷努力提高其能效。GSM、EDGE 和 W-CDMA 系統(tǒng)中的時(shí)分多址 （TDMA） 架構(gòu)必須能夠在規(guī)定的功率與時(shí)間限制內(nèi)上下提升其功率包絡(luò)。如果關(guān)鍵的斜坡時(shí)序沒有得到最佳管理，則發(fā)射時(shí)隙上的信息可能會(huì)丟失，或者接收時(shí)隙期間的傳輸可能會(huì)造成干擾。

高速電流輸出DAC可與單個(gè)運(yùn)算放大器配合使用，以產(chǎn)生符合TDMARF增益要求的PA斜坡曲線。斜坡施加到可變增益放大器（VGA）的電壓控制引腳，以控制進(jìn)入PA的RF信號(hào)的增益，如圖1所示。通過指定失調(diào)、上升時(shí)間、下降時(shí)間、幅度曲線和周期信息，DAC可以曲線擬合所需的斜坡。該配置文件信息可以存儲(chǔ)在微處理器的控制邏輯中。

圖1.PA的斜坡控制采用電流輸出DAC和高速運(yùn)算放大器

斜坡形狀因每種調(diào)制方案而異，取決于所使用的PA。配置文件可以從簡單的斜坡余弦型波形到更復(fù)雜的任意波形。使用電流輸出DAC和合適的高速運(yùn)算放大器的優(yōu)勢在于，它可以精確復(fù)制“慢速”和“快速”斜坡曲線。斜坡控制應(yīng)用中對DAC的關(guān)鍵要求是快速建立時(shí)間。許多電壓輸出DAC可以輕松達(dá)到額定精度，但電流輸出DAC與高速運(yùn)算放大器相結(jié)合仍然是建立時(shí)間低于100 ns范圍的最佳選擇。DAC只要由寬帶低阻抗源（如基準(zhǔn)電壓）驅(qū)動(dòng)，就會(huì)快速建立。因此，電流輸出DAC的壓擺率和建立時(shí)間主要由運(yùn)算放大器決定。決定運(yùn)算放大器交流性能的規(guī)格包括輸入電容（必須保持在最低水平）和小信號(hào)帶寬。請注意，DAC的反饋電阻（大約為10 kΩ）是運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)的重要負(fù)載，用于設(shè)置確定電路帶寬的主極點(diǎn)。

這就引出了選擇運(yùn)算放大器和電流輸出DAC組合來產(chǎn)生斜坡控制電壓的另一個(gè)優(yōu)勢：運(yùn)算放大器可以定制，以最好地滿足電路設(shè)計(jì)需求，其中噪聲、建立時(shí)間和功率要求都可以考慮在內(nèi)。使用電壓輸出DAC中的內(nèi)部運(yùn)算放大器，可以犧牲精度來換取帶寬，但使用外部運(yùn)算放大器時(shí)，可以找到適合應(yīng)用的最佳解決方案。運(yùn)算放大器的帶寬通常與其直流精度成反比關(guān)系。影響DAC精度的兩個(gè)規(guī)格是輸入偏置電流和輸入失調(diào)電壓。因此，選擇具有足夠帶寬的運(yùn)算放大器以實(shí)現(xiàn)所需的斜坡性能，同時(shí)仍保持良好的直流精度非常重要。選擇帶寬過大的運(yùn)算放大器通常會(huì)導(dǎo)致直流性能下降。

在實(shí)現(xiàn)所需建立時(shí)間時(shí)要考慮的一個(gè)重要元件是補(bǔ)償電容器。DAC的輸出電容在開環(huán)響應(yīng)中引入一個(gè)極點(diǎn)，這可能導(dǎo)致閉環(huán)斜坡曲線電路出現(xiàn)振鈴或不穩(wěn)定。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)，一個(gè)外部反饋電容CF與DAC的內(nèi)部反饋電阻并聯(lián)。值太小會(huì)在輸出端產(chǎn)生振鈴，而值太大會(huì)增加建立時(shí)間。DAC的輸出電容隨代碼而變化，因此無法固定CF的精確值。

AD5450/AD5451/AD5452/AD5453系列DAC為此應(yīng)用提供8位/10位/12位/14位精密電流輸出解決方案。圖1所示為AD5453 DAC，配置為單極性輸出，并結(jié)合一個(gè)定制的高速緩沖器，以最適合系統(tǒng)性能。該器件的建立時(shí)間約為100 ns，倍增帶寬為12 MHz，非常適合波形生成應(yīng)用。圖2顯示了通用斜坡曲線的示例。放大后的曲線顯示，DAC在下一個(gè)數(shù)據(jù)模式寫入SPI接口之前建立。

圖2.AD5453的建立時(shí)間產(chǎn)生任意波形

審核編輯：郭婷