高速ADC提升分辨率與帶寬

高速ADC提升分辨率與帶寬

ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)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(shè)備、儀器儀表和醫(yī)療保健應(yīng)用的26款A(yù)DC，擴(kuò)充了其低功耗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(jí)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A(yù)DC產(chǎn)品系列為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)靈活的、面向未來產(chǎn)品的平臺(tái)。通過提升分辨率或帶寬支持實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的差異化，并且無需改變核心設(shè)計(jì)。

ADI公司技術(shù)應(yīng)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(shí)降低運(yùn)營商的總擁有成本。其次，較小的尺寸更適合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的便攜性測(cè)試設(shè)備，更長的電池續(xù)航時(shí)間和高端成像也是工業(yè)、軍事、航空航天等領(lǐng)域的迫切需求。


圖1，ADI公司技術(shù)應(yīng)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(jìng)爭產(chǎn)品下降了6.5倍，內(nèi)置高性能采樣-保持電路和片上電壓參考，是業(yè)界首款內(nèi)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(dòng)態(tài)地將同相/正交（I/Q）復(fù)數(shù)信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)中的誤差降至最小。通過使用QEC模塊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以減少元件不匹配導(dǎo)致的增益和相位誤差，輕松滿足匹配需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更加魯棒的接收機(jī)設(shè)計(jì)。此外，直流偏置算法可最大限度地減少直流耦合應(yīng)用中常見的失調(diào)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(gè)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(yīng)用，功耗僅370 mW，較之競(jìng)爭性產(chǎn)品可節(jié)省51%。這款A(yù)DC的內(nèi)核采用了多級(jí)差分流水線架構(gòu)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(nèi)置的電壓參考可簡化設(shè)計(jì)；占空比穩(wěn)定器可用于補(bǔ)償ADC時(shí)鐘占空比的波動(dòng)，使轉(zhuǎn)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(dāng)需要時(shí)，靈活的省電選項(xiàng)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(jí)ADC的內(nèi)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(gòu)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(gè)工作溫度范圍內(nèi)無失碼。此ADC具備實(shí)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(shí)鐘、數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和可編程數(shù)字測(cè)試圖形生成等。其數(shù)字測(cè)試圖形包括內(nèi)置的確定性和偽隨機(jī)圖形，以及通過SPI輸入的用戶自定義測(cè)試圖形。差分時(shí)鐘輸入控制所有內(nèi)部轉(zhuǎn)換周期?？蛇x的DCS能補(bǔ)償時(shí)鐘占空比的較大波動(dòng)，同時(shí)保持出色的整體ADC性能。

該產(chǎn)品系列中，所應(yīng)用的技術(shù)均處于業(yè)界領(lǐng)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?！俺薃D9269、AD9265和AD9266旗艦轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品及其各種速度級(jí)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(jìng)爭產(chǎn)品，可節(jié)省高達(dá)87%的功耗”。