Dialog针对宽带通信ASIC的ADC

无线系统基础设施和无线设备的数量继续逐年增长。我们无论何时何地对按需随选数据和信息的渴望持续对系统带来挑战。5G正在迅速发展,计划用于实现5G的卫星数量也在增加。

为了向最终用户提供更快的访问速度、有保证的连接、和更长的电池续航能力,RF通信系统的开发变得越来越复杂。

尽管对这些通信系统提出了新的要求,但在顶层,这种系统并没有随着时间的推移而改变太多。系统中有一个天线将无线电波与收发器RF芯片连接。在接收路径中,信号经过滤波和放大,以将所需的RF信号与天线拾取的其他信号分离,然后将信号下变频为基带频率。上变频后,发射器路径中的信号也被滤波和放大以驱动天线。通常,基带芯片中的数据转换器充当RF芯片中模拟信号与数字数据处理之间的接口。

图1:RF通信收发器

在考虑宽带通信时,ADC需要具备每秒千兆采样速率(GSps)。逐次逼近寄存器(SAR)ADC和SAR辅助pipeline ADC等架构通常无法达到这样的速率。但是,通过将SAR辅助pipeline ADC内核与分时交替采样架构相结合,可以将采样率扩展到GSps,同时还能实现稳健、低功耗且高效的解决方案。

分时交替采样ADC,采样频率为Fs,通过M个sub-ADC内核实现,每个sub-ADC内核以Fs/M按顺序交替采样。每个sub-ADC均以低M倍的频率工作,从而缓解了设计要求,并更容易实现高频。不过,每个sub-ADC必须匹配良好且采样时间没有延迟,这比较难实现。有很多错误源,都可能导致整体动态性能下降。因此,校准被用来消除这些错误,并提高性能。

当使用分时交替采样ADC转换宽带信号时,只有通过经优化且稳健的校准,才能实现准确而有效的转换。性能、成本和功耗都取决于此校准的质量。

Dialog的设计工程师在宽带通信领域开发了许多定制ASIC。第一个是针对固定无线接入(FWA)应用的ASIC。FWA通过无线电链路而不是传统的光纤或铜线,在固定位置之间提供宽带通信。该ASIC提供了基带接口IC功能,将RF收发器IC和基带处理器IC连接起来。它包括正交电流导引型数模转换器(DAC)和正交SAR辅助pipeline ADC。这种ADC架构可以最大限度降低系统复杂性和成本。

第二个ASIC是针对G．Fast通信的。G．Fast是一种超快速宽带技术,在使用现有铜缆基础设施情况下,下载速度可以超过100Mb/s。我们为此应用开发的ASIC解决方案,是一个由数个元件组成的模拟前端(AFE)。其功能的核心是分时交替采样ADC和电流导引型DAC。数据转换器以424MSps的速率对信号进行采样,性能为52dB MTPR(多音功率比)。

无论使用哪种介质来提供无线或有线宽带,目标都是增加覆盖范围和容量,而实现这些目标需要具有更高采样率的数据转换器。分时交替采样ADC和SAR辅助pipeline ADC提供满足这些要求所需的数据速率。随着未来5G要求数据速率高于1Gb/s,Dialog将继续走在技术最前沿,开发优异的数据转换器,以支持您的设计,或由我们集成到定制ASIC中。

审核编辑：符乾江