高速ADC提升分辨率与带宽

高速ADC提升分辨率与带宽

ADC（模数转换器）器件速度提升带来功耗增加，从而提高了整体系统的成本。因此设计者的首要需求之一就是要降低高速ADC的功耗。

ADI最新推出可用于高性能、低功耗的通信、便携式设备、仪器仪表和医疗保健应用的26款ADC，扩充了其低功耗数据转换器产品组合。新产品的节能特性可在不影响系统级性能的前提下显著改善功耗。这些节省空间、引脚兼容的新款ADC产品系列为设计人员提供了一个灵活的、面向未来产品的平台。通过提升分辨率或带宽支持实现系统的差异化，并且无需改变核心设计。

ADI公司技术应用工程师薛睿表示，降低ADC功耗可带来多赢的局面。首先，散热降低，减少总体系统功耗，使电源管理更容易，直接的效果是可靠性的提升，也可同时降低运营商的总拥有成本。其次，较小的尺寸更适合现场测试的便携性测试设备，更长的电池续航时间和高端成像也是工业、军事、航空航天等领域的迫切需求。


图1，ADI公司技术应用工程师薛睿

AD9269是一款单芯片、双通道、16位、20/40/65/80 MSPS的ADC，每通道功耗仅93 mW，相比竞争产品下降了6.5倍，内置高性能采样-保持电路和片上电压参考，是业界首款内置正交误差校正(QEC)和直流偏置数字处理模块的16位ADC系列。这些模块可动态地将同相/正交（I/Q）复数信号接收机系统中的误差降至最小。通过使用QEC模块，系统设计人员可以减少元件不匹配导致的增益和相位误差，轻松满足匹配需求，进而实现更加鲁棒的接收机设计。此外，直流偏置算法可最大限度地减少直流耦合应用中常见的失调电压。该产品可提供16位精度、80MSPS数据采样速率，并保证在整个工作温度范围无失码。

单通道、低功耗、16位ADC AD9265用于要求低BOM成本、小尺寸和高灵活性的通信应用，功耗仅370 mW，较之竞争性产品可节省51%。这款ADC的内核采用了多级差分流水线架构和输出误差校正逻辑，还集成高带宽差分采样-保持模拟输入放大器，支持各种用户可选的输入范围；内置的电压参考可简化设计；占空比稳定器可用于补偿ADC时钟占空比的波动，使转换器能够保持出色的性能；输出数据可以是1.8 V CMOS或者1.8 V LVDS (DDR)。当需要时，灵活的省电选项可大幅降低功耗。

AD9266则是一款单通道、16位、低功耗ADC，采用小型5mm×5mm封装，引脚输出支持10至16位分辨率。这款低功耗、多级ADC的内核基于一种专有的高性能采样-保持电路和片上电压参考，采用了差分流水线架构和输出误差校正逻辑，提供80 MSPS的数据采样速率、16位精度，保证在整个工作温度范围内无失码。此ADC具备实现最大灵活性和最低系统成本的多种特性，如可编程时钟、数据校准和可编程数字测试图形生成等。其数字测试图形包括内置的确定性和伪随机图形，以及通过SPI输入的用户自定义测试图形。差分时钟输入控制所有内部转换周期。可选的DCS能补偿时钟占空比的较大波动，同时保持出色的整体ADC性能。

该产品系列中，所应用的技术均处于业界领先地位。薛睿介绍说，例如AD9269是业界首款具备QEC的16位80MSPS、低功耗、双通道ADC；AD9265采样速率范围从80至125MSPS；AD9266是业界首款最小的单通道16位低功耗ADC，采样速率从20至80MSPS。“除了AD9269、AD9265和AD9266旗舰转换器产品及其各种速度级别版本，ADI还同步推出了23款单通道低功耗ADC。相比性能可媲美的同类竞争产品，可节省高达87%的功耗”。