IMEC详述ADC和60GHz无线开发

2008-02-09 16:37:35来源: 电子工程世界 汤宏琳 编译

  在ISSCC(国际晶体管电路讨论会)上,IMEC研究员详细介绍了其在数据转换和无线60GHz的最新业绩。

  在数据转换方面,IMEC的三篇论文详述了针对软件无线电(SDR),60GHz通信和传感器网络应用的超低功耗模数转换器(ADC)。位于比利时Leuven的IMEC微电子研发中心已经对其SAR(逐次逼近)架构、闪存和CABS(基于比较器异步二进制搜索)ADC家族申请了专利,希望这些可以作为白盒IP授权应用到产品开发过程中。

  IMEC研究人员开发了一个两步、7bit、150Msamples/s的ADC,达到每个转换步骤10fJ的品质因数。这个创新的CABS ADC架构包括一个1bit原始ADC和6bit副ADC。6bit副ADC包括一个带有嵌入式阈值比较器的自时钟(异步)二进制树。在闪存转换器的情况下,输入信号与所有比较器平行,但是只有6个比较器被二进制搜索转换触发功耗与采样率成线性关系,等于每MHz时钟率消耗0.89uW,从而实现了每个转换步骤10fJ的品质因数。“与类似数量的位和采样速率最佳的ADC相比,品质因数提高了22,”IMEC漫游嵌入式系统副总裁Rudy Lauwereines称。这个ADC由90nm 数字CMOS制造,占位面积小于250*250平方微米。

  与此同时,在第二份文件中,IMEC研究人员称通过改进SAR ADC的电源效率,使其具抗噪声性能。IMEC实现了9位40MSamples/s全动态噪声容限SAR ADC,达到了每个转换步骤54 fJ的品质因数。“这个品质因数比IMEC在2007年ISSCC上展现的设计提高了16%,”Lauwereines说。那个ADC是世界第一个基于电荷的SAR ADC,使用了电荷域信号处理以克服在逐次逼近ADC中的固有功耗瓶颈。新的设计通过改进的取样保持和在搜索算法中影响冗余的抗噪声方法进行了优化。

  在其闪存ADC中,IMEC研究人员介绍了一种采样速率高达500Msamples/s,每个转换步骤50 fJ的品质因数,是其曾经公布的拥有500 Msamples/s以上采样速度的转换器品质因数的3倍。

  在另一系列的技术文件中,IMEC介绍了一个60GHz 多天线接收器原型。该公司邀请业内人士加入其60GHz的研究项目。60GHz频段提供了大量可用带宽,可以在达10米(约33英尺)的距离实现几个Gb/s的高位速率。IMEC在标准数字CMOS工艺制成中建立其射频解决方案。

  这个原型针对不同的输入信号实行独特的可编程移相,这个对于波束形成是必要的。这个设备包括了两个天线路径,每个路径包括了一个低噪音放大器和一个下转换混频器。可编程相移在相同芯片上实现,它开始于一个片上正交压控振荡器(QVCO)的信号,这个QVCO设计据称结合了CMOS领域的最高振荡频率与最大调谐范围。

  “这个多天线接收器是迈向60-GHz无线个人局域网完整CMOS相位阵列收发器的第一步,”Lauwereines说。接下来的相位开发中,我们计划使用45nm CMOS技术实施4天线路径,并且整合其他子系统,诸如锁相回路,模数转换器和贴片天线阵列本身。”

关键字:时钟  异步  输入  比较  阈值  触发  传感

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/analog/200802/article_17792.html
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