Dialog針對(duì)寬帶通信ASIC的ADC

無線系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和無線設(shè)備的數(shù)量繼續(xù)逐年增長。我們無論何時(shí)何地對(duì)按需隨選數(shù)據(jù)和信息的渴望持續(xù)對(duì)系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)。5G正在迅速發(fā)展,計(jì)劃用于實(shí)現(xiàn)5G的衛(wèi)星數(shù)量也在增加。

為了向最終用戶提供更快的訪問速度、有保證的連接、和更長的電池續(xù)航能力,RF通信系統(tǒng)的開發(fā)變得越來越復(fù)雜。

盡管對(duì)這些通信系統(tǒng)提出了新的要求,但在頂層,這種系統(tǒng)并沒有隨著時(shí)間的推移而改變太多。系統(tǒng)中有一個(gè)天線將無線電波與收發(fā)器RF芯片連接。在接收路徑中,信號(hào)經(jīng)過濾波和放大,以將所需的RF信號(hào)與天線拾取的其他信號(hào)分離,然后將信號(hào)下變頻為基帶頻率。上變頻后,發(fā)射器路徑中的信號(hào)也被濾波和放大以驅(qū)動(dòng)天線。通常,基帶芯片中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器充當(dāng)RF芯片中模擬信號(hào)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理之間的接口。

圖1:RF通信收發(fā)器

在考慮寬帶通信時(shí),ADC需要具備每秒千兆采樣速率(GSps)。逐次逼近寄存器(SAR)ADC和SAR輔助pipeline ADC等架構(gòu)通常無法達(dá)到這樣的速率。但是,通過將SAR輔助pipeline ADC內(nèi)核與分時(shí)交替采樣架構(gòu)相結(jié)合,可以將采樣率擴(kuò)展到GSps,同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健、低功耗且高效的解決方案。

分時(shí)交替采樣ADC,采樣頻率為Fs,通過M個(gè)sub-ADC內(nèi)核實(shí)現(xiàn),每個(gè)sub-ADC內(nèi)核以Fs/M按順序交替采樣。每個(gè)sub-ADC均以低M倍的頻率工作,從而緩解了設(shè)計(jì)要求,并更容易實(shí)現(xiàn)高頻。不過,每個(gè)sub-ADC必須匹配良好且采樣時(shí)間沒有延遲,這比較難實(shí)現(xiàn)。有很多錯(cuò)誤源,都可能導(dǎo)致整體動(dòng)態(tài)性能下降。因此,校準(zhǔn)被用來消除這些錯(cuò)誤,并提高性能。

當(dāng)使用分時(shí)交替采樣ADC轉(zhuǎn)換寬帶信號(hào)時(shí),只有通過經(jīng)優(yōu)化且穩(wěn)健的校準(zhǔn),才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確而有效的轉(zhuǎn)換。性能、成本和功耗都取決于此校準(zhǔn)的質(zhì)量。

Dialog的設(shè)計(jì)工程師在寬帶通信領(lǐng)域開發(fā)了許多定制ASIC。第一個(gè)是針對(duì)固定無線接入(FWA)應(yīng)用的ASIC。FWA通過無線電鏈路而不是傳統(tǒng)的光纖或銅線,在固定位置之間提供寬帶通信。該ASIC提供了基帶接口IC功能,將RF收發(fā)器IC和基帶處理器IC連接起來。它包括正交電流導(dǎo)引型數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和正交SAR輔助pipeline ADC。這種ADC架構(gòu)可以最大限度降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。

第二個(gè)ASIC是針對(duì)G．Fast通信的。G．Fast是一種超快速寬帶技術(shù),在使用現(xiàn)有銅纜基礎(chǔ)設(shè)施情況下,下載速度可以超過100Mb/s。我們?yōu)榇藨?yīng)用開發(fā)的ASIC解決方案,是一個(gè)由數(shù)個(gè)元件組成的模擬前端(AFE)。其功能的核心是分時(shí)交替采樣ADC和電流導(dǎo)引型DAC。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以424MSps的速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣,性能為52dB MTPR(多音功率比)。

無論使用哪種介質(zhì)來提供無線或有線寬帶,目標(biāo)都是增加覆蓋范圍和容量,而實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)需要具有更高采樣率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。分時(shí)交替采樣ADC和SAR輔助pipeline ADC提供滿足這些要求所需的數(shù)據(jù)速率。隨著未來5G要求數(shù)據(jù)速率高于1Gb/s,Dialog將繼續(xù)走在技術(shù)最前沿,開發(fā)優(yōu)異的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,以支持您的設(shè)計(jì),或由我們集成到定制ASIC中。