數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：多種專利技術(shù)擴展轉(zhuǎn)換之門

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是模擬世界與數(shù)字世界之間進行轉(zhuǎn)換的橋梁。近年來，隨著人們的生活設(shè)施不斷被數(shù)字化，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的需求量也越來越大。今天，在我們所使用的手機、數(shù)碼相機、MP3、數(shù)字電視以及數(shù)字化儀表中，都有多個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用。而且，近年來各種新應(yīng)用對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提出了高帶寬、大動態(tài)范圍和低功耗的需求，廠商使用各類專利技術(shù)努力滿足這些應(yīng)用需求。

　　新應(yīng)用要求擴展“轉(zhuǎn)換門”

　　數(shù)碼產(chǎn)品的特點是將信息先數(shù)字化，經(jīng)過各種處理之后再轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實生活所需的模擬信息。信息數(shù)字化會給人們帶來很多好處。例如，數(shù)字信息在存儲和傳輸過程中不容易損耗，可以進行多種處理，而且經(jīng)過數(shù)字化的產(chǎn)品的價格下降得更快。在信息數(shù)字化的過程中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器這類模擬器件變得不可或缺。“它就像大門一樣，這扇大門決定了有多少信息能夠在模擬域和數(shù)字域之間通過。”ADI高速信號處理產(chǎn)品線總監(jiān)DavidRobertson對《中國電子報》記者介紹說，“其中，大門的寬度就像是轉(zhuǎn)換器的帶寬，高度就像是轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍。”

　　值得注意的是，新的應(yīng)用需要更高的帶寬或是更大的動態(tài)范圍，也就是說要求轉(zhuǎn)換器這扇大門要越來越大。凌力爾特公司產(chǎn)品市場經(jīng)理AlisonSteer女士對《中國電子報》記者舉例說，在多輸入多輸出(MIMO)WiMAX/LTE和3G基站設(shè)備中，接收器對ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)的要求是在接近125Msps采樣率時具有高的無寄生動態(tài)范圍(SFDR)，即在140MHz輸入頻率時動態(tài)范圍大于85dB。“對于將射頻信號下變頻轉(zhuǎn)換成更低頻率以進行數(shù)字化的通信系統(tǒng)來說，減少系統(tǒng)整體成本的一個辦法是將高輸入頻率直接進行數(shù)字化(高中頻采樣)。”Intersil公司的MattaMaher在對《中國電子報》記者介紹先進通信系統(tǒng)的一個重要演進趨勢時說，“這樣，系統(tǒng)設(shè)計者不需要進行兩次降頻轉(zhuǎn)換，可采用簡單的單次頻率轉(zhuǎn)換，然后再對高中頻信號進行采樣。要有效地完成這個工作，要求ADC具有高輸入帶寬和低孔徑抖動。”同時，美信中國區(qū)市場傳播及應(yīng)用支持經(jīng)理魏智女士也介紹說，很多先進的工業(yè)應(yīng)用，例如先進的電力線監(jiān)控系統(tǒng)或現(xiàn)代三相電機控制系統(tǒng)，需要使用高性能、多通道、同時采樣的ADC。這些應(yīng)用需要在大約70dB至90dB(取決于具體應(yīng)用)較大的動態(tài)范圍內(nèi)實現(xiàn)精確的多通道同時測量。“如果以動態(tài)范圍作為橫坐標，帶寬作為縱坐標，你會看到，各種新應(yīng)用會構(gòu)成一個不斷向外擴張的扇形。”ADI公司的DavidRobertson說，“為此，這些年數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器廠商一直致力于提升數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的帶寬和動態(tài)范圍，以使更多的信息通過這扇大門。”

　　除此之外，低功耗性能也非常重要。無論是通信、醫(yī)療還是工業(yè)測試儀表，都對器件的低功耗提出了很高的要求。

　　專利技術(shù)提高三大指標

　　新應(yīng)用對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提出的三大要求———高帶寬、大的動態(tài)范圍和低功耗，這三個指標也是市場上主流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器廠商不斷追求的。

　　據(jù)凌力爾特AlisonSteer女士介紹，該公司的16位185MspsLTC2209ADC系列含有一個內(nèi)部抖動電路，以隨機處理線性度誤差的影響，從而減少噪聲。就低電輸入信號而言，該電路改善了無寄生動態(tài)范圍，使其動態(tài)范圍遠高于100dB。而在高速ADC電路中，數(shù)字反饋是一個常見問題，它降低了ADC的信噪比(SNR)和無寄生動態(tài)范圍性能。凌力爾特的LTC2262系列14位/12位、25Msps至150MspsADC提供一種新的交替位極性(ABP)模式專有功能，以降低通過良好的布局也可能無法消除的數(shù)字反饋。

　　Intersil公司的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品利用創(chuàng)新的charge-domain(電荷域)工藝(FemtoCharge)，來研發(fā)滿足上述三大特性的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。而且，對于需要更高采樣率的應(yīng)用來說，公司還設(shè)計出一個具有專利的交錯技術(shù)，就是交錯使用兩個低功耗的高速ADC內(nèi)核，來實現(xiàn)高速應(yīng)用。