龔銘潭：隨著CTSD ADC產(chǎn)品線豐富，將逐步取代流水線架構(gòu)。yEYesmc

“未來(lái)連續(xù)時(shí)間sigma-delta模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(CTSD)ADC一定會(huì)取代流水線架構(gòu)ADC，我們開(kāi)始會(huì)在醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)用成像領(lǐng)域主推CTSD ADC，隨后進(jìn)一步豐富CTSD ADC產(chǎn)品線，擴(kuò)展到無(wú)線通信和測(cè)試/測(cè)量領(lǐng)域?！痹跇I(yè)界首款商用高速CTSD ADC發(fā)布會(huì)上，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)放大器產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理龔銘潭信心十足地表示。因?yàn)楣牡?，這款8通道、12位、50MSPS的ADC12EU050也屬于國(guó)半PowerWise高能效芯片系列產(chǎn)品。 龔銘潭介紹說(shuō)，與傳統(tǒng)的流水線架構(gòu)相比， CTSD架構(gòu)相比于傳統(tǒng)的流水線架構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)有：1. 更低功耗，例如ADC12EU050的無(wú)混疊信號(hào)采樣帶寬高達(dá)25MHz，并且功耗比采用流水線架構(gòu)的同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品低一半(只有350mW)。2. 集成濾除混疊信號(hào)的低通、磚墻式濾波器，可將頻帶外的信號(hào)濾除。3. 易于驅(qū)動(dòng)，采用純電阻式輸入級(jí)，無(wú)需外加采樣及保持放大器。4. 集成鎖相環(huán)路(PLL)和壓控振蕩器(VCO)，可以執(zhí)行時(shí)鐘調(diào)節(jié)功能，讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師可以采用成本經(jīng)濟(jì)的時(shí)鐘電路。5. 芯片內(nèi)置實(shí)時(shí)超載恢復(fù)(IOR)電路。即使輸入信號(hào)超過(guò)預(yù)設(shè)極限，也可在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)從飽和狀態(tài)下恢復(fù)過(guò)來(lái)。龔銘潭總結(jié)說(shuō)，當(dāng)CTSD ADC應(yīng)用于便攜式超聲波醫(yī)療設(shè)備及工業(yè)用成像系統(tǒng)時(shí)，可以延長(zhǎng)電池的壽命，并降低設(shè)備的散熱量，大幅精簡(jiǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

歷經(jīng)15年研究，業(yè)內(nèi)首個(gè)高速CTSD ADC問(wèn)世。yEYesmc

由于具有諸多優(yōu)點(diǎn)，過(guò)去15年來(lái)，CTSD技術(shù)一直是高校與業(yè)內(nèi)的熱門(mén)研究課題，但一直沒(méi)有產(chǎn)品商用。龔銘潭介紹說(shuō)，CTSD是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)，因此由研發(fā)至正式投入生產(chǎn)需要較長(zhǎng)的時(shí)間。CTSD要面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)如流水線技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，因此這種新技術(shù)必須在功能與特色方面都比現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勝，才能受客戶(hù)歡迎。早在20世紀(jì)90年代初至90年代中期為止，采用CTSD技術(shù)的ADC只能支持低速的產(chǎn)品，例如數(shù)字音頻系統(tǒng)。直至幾年前，帶寬高達(dá)10MHz以上的ADC才正式面世：例如，15MHz的型號(hào)在 2003年推出，而20MHz的型號(hào)則在2006年推出。 龔銘潭解釋說(shuō)，設(shè)計(jì)CTSD技術(shù)時(shí)要面對(duì)的挑戰(zhàn)包括： 1.內(nèi)置調(diào)制環(huán)路的采樣時(shí)鐘速率較高，因此需要低抖動(dòng)采樣邊緣的配合。由于國(guó)半成功開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的電感式LC儲(chǔ)能電路，因此可以提供如此低抖動(dòng)的采樣邊緣。此外，內(nèi)置的時(shí)鐘調(diào)整電路可為高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供必要的低抖動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)； 2.必須充分利用最先進(jìn)的CMOS工藝技術(shù)，才可降低設(shè)計(jì)復(fù)雜的多級(jí)數(shù)字濾波器的生產(chǎn)成本，以及支持較高的內(nèi)部采樣率，確保輸出采樣率可以進(jìn)一步提高； 3.為了可以提高數(shù)據(jù)輸出率以及支持較高的分辨度，必須采用高速、可調(diào)諧、而且在任何情況下都能穩(wěn)定操作的多級(jí)SD調(diào)制器； 4.雖然采用CTSD技術(shù)之后，放大器的技術(shù)要求便無(wú)需那么嚴(yán)格，但結(jié)構(gòu)上仍需采用其他高精度電路。對(duì)于線路幼小、供電電壓較低的CMOS工藝來(lái)說(shuō)，面對(duì)的挑戰(zhàn)會(huì)更為艱巨。 而國(guó)半能夠率先推出CTSD ADC商用產(chǎn)品，源于對(duì)Xignal Technologies的收購(gòu)。Xignal一直在研究如何將CTSD技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)方面。2007年1月，國(guó)半收購(gòu)了Xignal，并決定繼續(xù)加強(qiáng)這方面的研究。此后，國(guó)半便充分利用先進(jìn)的IC設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、測(cè)試和生產(chǎn)工藝等技術(shù)，終于在不足12個(gè)月內(nèi)成功推出第一款可正常操作的硅片。 龔銘潭也坦承，由于傳統(tǒng)流水線ADC的應(yīng)用范圍很廣，CTSD ADC取代流水線ADC還需要一段時(shí)間，但CTSD ADC首先會(huì)在便攜醫(yī)療和工業(yè)成像這些非常注重功耗、PCB板空間的領(lǐng)域取代流水線ADC，未來(lái)進(jìn)一步向無(wú)線通信和測(cè)試/測(cè)量等領(lǐng)域滲透。目前CTSD ADC的采樣率還比較低，在基站等無(wú)線通信領(lǐng)域應(yīng)用有限。 ADC12EU050可以提供高達(dá)25MHz的無(wú)混疊信號(hào)采樣帶寬，轉(zhuǎn)換速度為40MSPS至50MSPS，信噪比及失真(SINAD)為68dB，信噪比為70dBFS。若以1.2V的供電電壓及50MSPS的采樣速度操作，這款芯片的單位通道的功耗僅為44mW，總功耗只有350mW。