無線系統基礎設施和無線設備的數量繼續逐年增長。我們無論何時何地對按需隨選數據和信息的渴望持續對系統帶來挑戰。5G正在迅速發展,計劃用于實現5G的衛星數量也在增加。

為了向最終用戶提供更快的訪問速度、有保證的連接、和更長的電池續航能力,RF通信系統的開發變得越來越復雜。

盡管對這些通信系統提出了新的要求,但在頂層,這種系統并沒有隨著時間的推移而改變太多。系統中有一個天線將無線電波與收發器RF芯片連接。在接收路徑中,信號經過濾波和放大,以將所需的RF信號與天線拾取的其他信號分離,然后將信號下變頻為基帶頻率。上變頻后,發射器路徑中的信號也被濾波和放大以驅動天線。通常,基帶芯片中的數據轉換器充當RF芯片中模擬信號與數字數據處理之間的接口。

圖1:RF通信收發器

在考慮寬帶通信時,ADC需要具備每秒千兆采樣速率(GSps)。逐次逼近寄存器(SAR)ADC和SAR輔助pipeline ADC等架構通常無法達到這樣的速率。但是,通過將SAR輔助pipeline ADC內核與分時交替采樣架構相結合,可以將采樣率擴展到GSps,同時還能實現穩健、低功耗且高效的解決方案。

分時交替采樣ADC,采樣頻率為Fs,通過M個sub-ADC內核實現,每個sub-ADC內核以Fs/M按順序交替采樣。每個sub-ADC均以低M倍的頻率工作,從而緩解了設計要求,并更容易實現高頻。不過,每個sub-ADC必須匹配良好且采樣時間沒有延遲,這比較難實現。有很多錯誤源,都可能導致整體動態性能下降。因此,校準被用來消除這些錯誤,并提高性能。

當使用分時交替采樣ADC轉換寬帶信號時,只有通過經優化且穩健的校準,才能實現準確而有效的轉換。性能、成本和功耗都取決于此校準的質量。

Dialog的設計工程師在寬帶通信領域開發了許多定制ASIC。第一個是針對固定無線接入(FWA)應用的ASIC。FWA通過無線電鏈路而不是傳統的光纖或銅線,在固定位置之間提供寬帶通信。該ASIC提供了基帶接口IC功能,將RF收發器IC和基帶處理器IC連接起來。它包括正交電流導引型數模轉換器(DAC)和正交SAR輔助pipeline ADC。這種ADC架構可以最大限度降低系統復雜性和成本。

第二個ASIC是針對G．Fast通信的。G．Fast是一種超快速寬帶技術,在使用現有銅纜基礎設施情況下,下載速度可以超過100Mb/s。我們為此應用開發的ASIC解決方案,是一個由數個元件組成的模擬前端(AFE)。其功能的核心是分時交替采樣ADC和電流導引型DAC。數據轉換器以424MSps的速率對信號進行采樣,性能為52dB MTPR(多音功率比)。

無論使用哪種介質來提供無線或有線寬帶,目標都是增加覆蓋范圍和容量,而實現這些目標需要具有更高采樣率的數據轉換器。分時交替采樣ADC和SAR輔助pipeline ADC提供滿足這些要求所需的數據速率。隨著未來5G要求數據速率高于1Gb/s,Dialog將繼續走在技術最前沿,開發優異的數據轉換器,以支持您的設計,或由我們集成到定制ASIC中。