高速ADC提升分辨率與帶寬
ADC(模數(shù)轉換器)器件速度提升帶來功耗增加,從而提高了整體系統(tǒng)的成本。因此設計者的首要需求之一就是要降低高速ADC的功耗。
ADI最新推出可用于高性能、低功耗的通信、便攜式設備、儀器儀表和醫(yī)療保健應用的26款ADC,擴充了其低功耗數(shù)據(jù)轉換器產(chǎn)品組合。新產(chǎn)品的節(jié)能特性可在不影響系統(tǒng)級性能的前提下顯著改善功耗。這些節(jié)省空間、引腳兼容的新款ADC產(chǎn)品系列為設計人員提供了一個靈活的、面向未來產(chǎn)品的平臺。通過提升分辨率或帶寬支持實現(xiàn)系統(tǒng)的差異化,并且無需改變核心設計。
ADI公司技術應用工程師薛睿表示,降低ADC功耗可帶來多贏的局面。首先,散熱降低,減少總體系統(tǒng)功耗,使電源管理更容易,直接的效果是可靠性的提升,也可同時降低運營商的總擁有成本。其次,較小的尺寸更適合現(xiàn)場測試的便攜性測試設備,更長的電池續(xù)航時間和高端成像也是工業(yè)、軍事、航空航天等領域的迫切需求。
圖1,ADI公司技術應用工程師薛睿
AD9269是一款單芯片、雙通道、16位、20/40/65/80 MSPS的ADC,每通道功耗僅93 mW,相比競爭產(chǎn)品下降了6.5倍,內置高性能采樣-保持電路和片上電壓參考,是業(yè)界首款內置正交誤差校正(QEC)和直流偏置數(shù)字處理模塊的16位ADC系列。這些模塊可動態(tài)地將同相/正交(I/Q)復數(shù)信號接收機系統(tǒng)中的誤差降至最小。通過使用QEC模塊,系統(tǒng)設計人員可以減少元件不匹配導致的增益和相位誤差,輕松滿足匹配需求,進而實現(xiàn)更加魯棒的接收機設計。此外,直流偏置算法可最大限度地減少直流耦合應用中常見的失調電壓。該產(chǎn)品可提供16位精度、80MSPS數(shù)據(jù)采樣速率,并保證在整個工作溫度范圍無失碼。
單通道、低功耗、16位ADC AD9265用于要求低BOM成本、小尺寸和高靈活性的通信應用,功耗僅370 mW,較之競爭性產(chǎn)品可節(jié)省51%。這款ADC的內核采用了多級差分流水線架構和輸出誤差校正邏輯,還集成高帶寬差分采樣-保持模擬輸入放大器,支持各種用戶可選的輸入范圍;內置的電壓參考可簡化設計;占空比穩(wěn)定器可用于補償ADC時鐘占空比的波動,使轉換器能夠保持出色的性能;輸出數(shù)據(jù)可以是1.8 V CMOS或者1.8 V LVDS (DDR)。當需要時,靈活的省電選項可大幅降低功耗。
AD9266則是一款單通道、16位、低功耗ADC,采用小型5mm×5mm封裝,引腳輸出支持10至16位分辨率。這款低功耗、多級ADC的內核基于一種專有的高性能采樣-保持電路和片上電壓參考,采用了差分流水線架構和輸出誤差校正邏輯,提供80 MSPS的數(shù)據(jù)采樣速率、16位精度,保證在整個工作溫度范圍內無失碼。此ADC具備實現(xiàn)最大靈活性和最低系統(tǒng)成本的多種特性,如可編程時鐘、數(shù)據(jù)校準和可編程數(shù)字測試圖形生成等。其數(shù)字測試圖形包括內置的確定性和偽隨機圖形,以及通過SPI輸入的用戶自定義測試圖形。差分時鐘輸入控制所有內部轉換周期。可選的DCS能補償時鐘占空比的較大波動,同時保持出色的整體ADC性能。
該產(chǎn)品系列中,所應用的技術均處于業(yè)界領先地位。薛睿介紹說,例如AD9269是業(yè)界首款具備QEC的16位80MSPS、低功耗、雙通道ADC;AD9265采樣速率范圍從80至125MSPS;AD9266是業(yè)界首款最小的單通道16位低功耗ADC,采樣速率從20至80MSPS。“除了AD9269、AD9265和AD9266旗艦轉換器產(chǎn)品及其各種速度級別版本,ADI還同步推出了23款單通道低功耗ADC。相比性能可媲美的同類競爭產(chǎn)品,可節(jié)省高達87%的功耗”。