無線系統(tǒng)基礎設施的增長和部署的無線設備數(shù)量逐年增長。我們對按需數(shù)據(jù)和信息的無限渴望——無論何時何地——繼續(xù)挑戰(zhàn)系統(tǒng)要求。5G 的發(fā)展正在迅速發(fā)生，為實現(xiàn)這一切而計劃的衛(wèi)星數(shù)量也在增加。

為了向最終用戶提供更快的訪問、有保證的連接性和更長壽命的電池，這些射頻通信系統(tǒng)的開發(fā)變得越來越復雜。

盡管對這些通信系統(tǒng)提出了新的要求，但在最高層次上，這些系統(tǒng)并沒有隨著時間的推移而發(fā)生太大變化。有一根天線將無線電波與收發(fā)器射頻芯片連接起來。在接收路徑中，信號經(jīng)過濾波和放大，以將所需的射頻信號與天線拾取的其他信號分離，然后將信號下變頻到基帶頻率。上變頻后，發(fā)射路徑中的信號也經(jīng)過濾波和放大以驅(qū)動天線。通常，基帶芯片中的數(shù)據(jù)轉換器充當射頻芯片上的模擬信號和數(shù)字數(shù)據(jù)處理之間的接口。

圖 1：射頻通信收發(fā)器

在之前的博客中，我們研究了各種 ADC 架構，但寬帶通信 ADC 設計還有其他考慮因素。它們是什么，它們?nèi)绾无D化為定制的 ASIC？

在考慮寬帶通信時，我們正在研究具有每秒千兆樣本 （GSps） 采樣率的 ADC。之前討論的架構，如逐次逼近寄存器 （SAR） ADC 和 SAR 輔助流水線 ADC，通常無法達到這些速率。然而，通過將 SAR 輔助流水線 ADC 內(nèi)核與時間交錯架構相結合，可以將采樣率擴展到 GSps，同時實現(xiàn)穩(wěn)健、低功耗和高效的解決方案。

時間交錯 ADC，以 Fs 采樣（頻率采樣）通過 M 個子 ADC 內(nèi)核實現(xiàn)，每個子 ADC 內(nèi)核以 Fs/M 順序采樣。每個子 ADC 以低 M 倍的頻率運行，這隨后放寬了設計要求并使其更容易實現(xiàn)高頻。但是，每個子ADC必須匹配好，采樣時間沒有延遲，這是很難做到的。有許多錯誤來源都可能導致整體動態(tài)性能下降。因此，校準用于消除這些錯誤并提高性能。

使用時間交錯 ADC 轉換寬帶信號時，只有通過優(yōu)化和穩(wěn)健的校準才能實現(xiàn)準確高效的轉換。性能、成本和功耗都取決于此校準的質(zhì)量。

Dialog 設計人員在寬帶通信領域開發(fā)了許多定制 ASIC。第一個是用于固定無線接入 （FWA） 應用的 ASIC。FWA 通過無線電鏈路在固定位置之間提供寬帶通信，而不是傳統(tǒng)的光纖或銅線安裝。ASIC 提供基帶接口 IC 功能，連接射頻收發(fā)器 IC 和基帶處理器 IC。它包括正交電流轉向數(shù)模轉換器 （DAC） 和正交 SAR 輔助流水線 ADC。這種 ADC 架構非常適合最大限度地降低系統(tǒng)復雜性和成本。

第二個 ASIC 用于 G.Fast 通信。G.Fast 是一種超高速寬帶技術，可以在使用現(xiàn)有銅線基礎設施的同時實現(xiàn)超過 100Mb/s 的下載速度。我們?yōu)榇藨瞄_發(fā)的 ASIC 解決方案是一個由多個組件組成的模擬前端 （AFE）。其功能的核心是時間交錯 ADC 和電流控制 DAC。數(shù)據(jù)轉換器以 424MSps 的速度對信號進行采樣，性能為 52dB MTPR（多音功率比）。

無論用于提供無線或有線寬帶的介質(zhì)如何，目標都是增加覆蓋范圍和容量，實現(xiàn)這些目標需要更高采樣率的數(shù)據(jù)轉換器。時間交錯 ADC 和 SAR 輔助流水線 ADC 提供滿足這些要求所需的數(shù)據(jù)速率。隨著未來對 5G 的需求需要超過 1Gb/s 的數(shù)據(jù)速率，Dialog 將繼續(xù)走在最前沿，開發(fā)支持您的設計或由我們集成到定制 ASIC 所需的數(shù)據(jù)轉換器。

審核編輯：郭婷