數(shù)字增強(qiáng)型高速ADC用于低功耗無線應(yīng)用

當(dāng)今的數(shù)字無線電架構(gòu)嚴(yán)重依賴先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，例如用于同相和正交 （I/Q） 信號(hào)檢測的數(shù)字下變頻 （DDC） 以及用于提高信噪比 （SNR） 的數(shù)字抽取濾波。 DDC 和許多其他數(shù)字處理功能通常由數(shù)字構(gòu)建塊實(shí)現(xiàn)，這些構(gòu)建塊需要使用現(xiàn)場可編程門陣列 （FPGA） 進(jìn)行大量固件操作。圖 1 顯示了采用超外差雙級(jí)轉(zhuǎn)換架構(gòu)的軟件定義無線電接收器示例，這種架構(gòu)在射頻通信系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中非常常見。

圖 1.示例軟件定義無線電 （SDR） 架構(gòu)。

對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)開發(fā)人員來說，數(shù)字信號(hào)處理 （DSP） 構(gòu)建塊的固件開發(fā)是一項(xiàng)非常耗時(shí)的任務(wù)。FPGA 也往往是許多系統(tǒng)中成本最高的組件。為了降低整體系統(tǒng)硬件要求、復(fù)雜性、開發(fā)時(shí)間和成本，具有內(nèi)置數(shù)字信號(hào)后處理 （DSPP） 選項(xiàng)的數(shù)字增強(qiáng)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 是一種出色的解決方案。這些 ADC 可以處理 DDC 和許多其他功能，而無需任何額外的數(shù)字處理模塊。

如圖 1 所示，傳統(tǒng)的 ADC 和 DDC 模塊可以替換為數(shù)字增強(qiáng)型 ADC，它可以輸出 I/Q 信號(hào)或上變頻實(shí)信號(hào)。

MCP37D31-200是一款數(shù)字增強(qiáng)型、16 位、低功耗、8 通道 MUX、200 Msps ADC，具有 SPI 串行接口，能夠執(zhí)行各種 DSPP 功能。它無需在低功耗無線應(yīng)用中使用單獨(dú)的設(shè)備或基于 FPGA 的大量邏輯。

圖 2. MPC37D31-200 框圖。

MCP37D31-200 還具有內(nèi)置抽取濾波器，用于提高 SNR、分?jǐn)?shù)延遲恢復(fù) （FDR）、相位/偏移和各個(gè)通道的增益調(diào)整以及 DDC。此外，它還提供內(nèi)置的 ADC 線性校準(zhǔn)算法，例如諧波失真校正 （HDC）、DAC 噪聲消除 （DNC） 和動(dòng)態(tài)元件匹配 （DEM）。這款超快速流水線 ADC 提供 12 位、14 位和 16 位版本，還提供業(yè)內(nèi)最低功耗的操作。它在 200 Msps 時(shí)的功耗為 436 mW（帶 CMOS 數(shù)字 I/O）、490 mW（帶 LVDS 數(shù)字 I/O）和 390 mW（不帶數(shù)字 I/O）。

該器件非常適合各種應(yīng)用，包括低功耗便攜式儀器、蜂窩基站、超聲和聲納成像等。

審核編輯：郭婷