美国国家半导体公司 (NS) 最新ADC12EU050模拟/数字转换器采用了连续时间 sigma-delta (CTSD) 技术,意味着NS成为首家成功将CTSD技术从实验室转移到实际生产应用领域的芯片厂商。
15年来,CTSD技术一直是高校与业内的热门研究课题,但是为什么经历了这么长的时间才能正式投入生产?设计CTSD技术时要面临的挑战是什么?而又是哪些技术优势令NS率先将CTSD技术应用到生产方面?对此下文将一一作答。
CTSD是一项较为复杂的技术,因此由研发至正式投入生产需要较长的时间。CTSD要面对现有技术如流水线技术的竞争,因而这种新技术必须在功能与特色方面都比现有技术优胜,才能受客户欢迎。
在设计CTSD技术时要面对的挑战有以下几点:
• 必须充分利用最先进的CMOS工艺技术,才可降低设计复杂的多级数字滤波器的生产成本,以及支持较高的内部采样率,确保输出采样率可以进一步提高。
• 为了可以提高数据输出率以及支持较高的分辨度,必须采用高速、可调谐、而且在任何情况下都能稳定操作的多级SD调制器。
• 虽然采用CTSD技术之后,放大器的技术要求便无需那么严格,但结构上仍需采用其他高精度电路。对于线路幼小、供电电压较低的CMOS工艺来说,面对的挑战会更为艰巨。
NS能成功的将CTSD技术应用到新款ADC,源于对Xignal Technologies 公司的收购。Xignal一直在研究如何将CTSD技术应用到生产方面。在2007年1月,美国国家半导体成功并购该公司,并决定继续加强这方面的研究。之后,美国国家半导体便充分利用先进的集成电路设计、产品开发、测试和生产工艺等技术,终于在不足12个月内成功推出第一款可正常操作的硅片。
美国国家半导体还计划推出更多采用CTSD技术的模拟/数字转换器产品,让成像系统、通信设备以及测试和测量仪表等电子产品能够以极低的功率发挥卓越的动态性能。连续时间架构的优点在于不但可以添加信号调节等信号路径功能,而且可为模拟/数字转换器增添滤除混叠信号的滤波功能,大幅精简系统设计。

