Teledyne e2v通過最新的微波數(shù)字轉(zhuǎn)換器推動無線電軟件化

星際工程也促進(jìn)了下一代TxDAC的發(fā)展。EV12DD700擁有超過K波段的多奈奎斯特域的射頻性能。這款器件有多種用戶定義的輸出數(shù)據(jù)模式，包括一種特殊的“雙射頻”模式，與現(xiàn)有的DAC產(chǎn)品EV12DS480相比，極大地提升了信號輸出的能力。這款最新的轉(zhuǎn)換器的采樣率超過8Gsps，可靈活應(yīng)用于各種數(shù)字控制系統(tǒng)。

模塊化全敏捷度微波SDR簡化設(shè)計

輸入信號路徑簡化

減少復(fù)雜微波射頻系統(tǒng)的串?dāng)_并降低EMI敏感度無疑是一個巨大的設(shè)計挑戰(zhàn)。因此，大多數(shù)的高端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的信號和時鐘輸入使用差分平衡信號。這一方案非常有效，幾乎成了今天的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。但是，差分電路設(shè)計的缺點(diǎn)有以下兩個方面：

●   ADC的輸入通常都是單端源，比如通過同軸電纜傳遞到接收端的射頻天線信號。為了處理這種單端信號，需在每個輸入端（微波采樣器和ADC）增加一個巴倫并平衡系統(tǒng)阻抗。這些巴倫需占用PCB面積，并相當(dāng)昂貴，特別是應(yīng)用于Ka波段的設(shè)計時。

●   處理差分設(shè)計中的高速時鐘邊沿需精確匹配PCB走線的長度，這極大地增加了設(shè)計的難度。而使用單端輸入可減少或消除接收機(jī)中這些環(huán)節(jié)累積的信號相位誤差。

增強(qiáng)的緊湊數(shù)據(jù)互聯(lián)

過去十年，數(shù)據(jù)互聯(lián)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器得到了快速的發(fā)展。越來越多的器件放棄了多路差分串行LVDS數(shù)據(jù)線配合獨(dú)立的數(shù)據(jù)時鐘的方案，轉(zhuǎn)向使用集成了時鐘的超高速接收機(jī)的串行鏈路。典型的接口包括JESD204的多代協(xié)議和許可證免費(fèi)的ESIstream，這兩種接口都支持超過12Gbps的數(shù)據(jù)率。

使用串行協(xié)議，可以更方便地使用光纖物理層替代銅線，并進(jìn)一步提高通道密度。在這些應(yīng)用中，抽值和插值技術(shù)可幫助減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€纜數(shù)量。

通過采樣時鐘精度保持信號相位信息

隨著采樣時鐘頻率的提高，必須保證整個系統(tǒng)中采樣邊沿的確定性，特別是對于波束成型微波無線電系統(tǒng)。信號采樣相位精度非常重要，因?yàn)樗鼪Q定了整個系統(tǒng)（例如高精度合成孔徑EO雷達(dá)）的空間測量精確度。

Teledyne e2v的獨(dú)特的同步鏈技術(shù)^4,5通過使用相對低速的脈沖沿將任意數(shù)量的轉(zhuǎn)換器鎖定到相同的高精度采樣時鐘，成功解決了這一由同步信號的亞穩(wěn)態(tài)引起的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在，用戶可以實(shí)現(xiàn)多個通道的并聯(lián)，無需煩惱如何保證多個分布式射頻系統(tǒng)（用于相控陣和MIMO應(yīng)用等）的相位對齊。

⁴Teledyne e2v技術(shù)筆記，2019年3月： 同步鏈，簡化GHz數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的多通道通道同步 ；

⁵Teledyne e2v 視頻：  7分鐘學(xué)懂同步多個ADC ；

總結(jié)—高密度模塊和天線更接近

這個項(xiàng)目的目的是顯著擴(kuò)展采樣帶寬，提高寬帶產(chǎn)品系列的性能，以滿足星際項(xiàng)目和市場的需要。 將直接轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用于微波Ka波段確實(shí)非常重要并且極具挑戰(zhàn)。

之前的研究工作已經(jīng)成功證明K波段直接轉(zhuǎn)換的可行性。需要指出，這一技術(shù)同樣可用于高可靠性的宇航應(yīng)用，這些應(yīng)用通常需較高的總劑量防輻射性能。

Teledyne e2v正著手解決所有的技術(shù)問題，預(yù)計在不遠(yuǎn)的將來推出高靈活性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器片上系統(tǒng)(SiP)模塊。這些模塊包含多輸入/多輸出的ADC/DAC、微波采樣器和相關(guān)的時鐘管理電路，集成度很高，可放在離天線更近的地方。這樣，超寬帶CR將成為現(xiàn)實(shí)，高敏捷度無線電基礎(chǔ)設(shè)施（至少其物理層）的挑戰(zhàn)將得到解決。SDR將變成靈活SDN系統(tǒng)中的一個至關(guān)重要的部分。

雖然目前這一項(xiàng)目的核心技術(shù)細(xì)節(jié)還無法透露，我們期待在2020年的最后一個季度發(fā)布更多的信息。同時，客戶若有緊急的問題，或想進(jìn)一步了解這個項(xiàng)目，可直接聯(lián)系Teledyne e2v。若客戶同意簽署保密協(xié)議，我們可提供更多的信息。

作者簡介：

Romain Pilard

應(yīng)用工程師

信號處理解決方案

Jane Rohou

營銷傳播經(jīng)理