Imec和瑞萨电子推出面向新一代高带宽无线接收器的ADC

2012-05-14 09:02:35来源: EEWORLD

2012年2月22日 比利时鲁汶和日本东京讯 - 在本周举办的国际固态电路研讨会(ISSCC2012)上,imec和瑞萨电子株式会社(TSE:6723,以下简称“瑞萨电子”)推出了创新型SAR-ADC(逐次比较性模数转换器),大幅提升了能效和速度,面向符合新一代高带宽标准要求的无线接收器,例如LTE-advanced和新兴的Wi-Fi(IEEE802.11ac)。

SAR ADC具有能效高和外形小巧的特点,从而让该架构对各种无线应用都极具吸引力。SAR ADC是那些具有中等分辨率和采样频率的应用的首选架构。然而,符合新一代高带宽标准(如LTE-advanced和新一代Wi-Fi)要求的无线接收器需要速度更高的ADC。这种新型SAR ADC架构由imec和瑞萨电子合作开发而成,满足了对更快速的小型低功耗ADC的需求。新推出的ADC是一款超低功耗(1.7mW)、高分辨率(11位)、全动态、两步式交织流水线SAR ADC,在高达250Msps的采样速率下实现了创纪录的高能效 - 每转换步10fJ。它大幅提升了速率和采样频率,比现有的高级ADC IP模块均高一个数量级。

这是通过基于imec先前的创新型ADC设计的新型转换器架构实现的,巧妙地抓住了现代高级CMOS技术创造的机遇。设计采用全动态电路,这样功耗就与采样频率呈线性变化关系,最大限度地实现了数字化,比较器是仅有的模拟模块。

ADC原型采用40nm CMOS工艺制造而成,核心芯片面积为0.066平方毫米。测量显示DNL(微分直线型误差)和INL(积分直线型误差)分别为0.8/-0.5和1.1/-1.5 LSB。动态性能表现为在10Msps的速率下实现了62dB的SNDR(10.0 ENOB),而在高达250Msps的采样速率下则能保持9.5 ENOB的水平。功耗为6.9pJ/转换(70µW@10Msps和1.7mW@250Msps),从而实现了每转换步7~10fJ的高能效。

在ISSCC上,imec和瑞萨电子还推出了一种连接ADC架构与整个无线电架构的新方法。为了提高整个接收器系统的能效和避免电压型ADC系统内的大型输入电容器带来的问题,利用3.2-51.2mSiemens电流型可变增益跨导器(VGA)来驱动电荷型SAR ADC,而不会产生多余的消耗,大幅降低整个系统的总功耗降。采用40nm CMOS工艺制造而成的10位10-80Msps VGA-ADC在达到70dB的动态范围的同时,实现了5.45mA以下的低电流(在1.1V的电源电压下)。

关键字:Imec  瑞萨电子

编辑:eric 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2012/0514/article_8584.html
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