CTSD ADC实现商用突破 要逐步取代流水线架构

“未来连续时间sigma-delta模拟/数字转换器(CTSD) ADC一定会取代流水线架构ADC，我们开始会在医疗设备和工业用成像领域主推CTSD ADC，随后进一步丰富CTSD ADC产品线，扩展到无线通信和测试/测量领域。”在业界首款商用CTSD ADC发布会上，美国国家半导体亚太区放大器产品市场经理龚铭潭信心十足地对《国际电子商情》记者表示。因为功耗低，这款8通道、12位、50MSPS的ADC12EU050也属于国半PowerWise高能效芯片系列产品。

龚铭潭：随着CTSD ADC产品线丰富，将逐步取代流水线架构

龚铭潭介绍说，与传统的流水线架构相比，CTSD架构相比于传统的流水线架构的主要优势有：1. 更低功耗，例如ADC12EU050的无混叠信号采样带宽高达25MHz，并且功耗比采用流水线架构的同类竞争产品低一半(只有350mW)。2. 集成滤除混叠信号的低通、砖墙式滤波器，可将频带外的信号滤除。3. 易于驱动，采用纯电阻式输入级，无需外加采样及保持放大器。4. 集成锁相环路(PLL)和压控振荡器(VCO)，可以执行时钟调节功能，让系统设计工程师可以采用成本经济的时钟电路。5. 芯片内置实时超载恢复(IOR)电路。即使输入信号超过预设极限，也可在一个时钟周期内从饱和状态下恢复过来。龚铭潭总结说，当CTSD ADC应用于便携式超声波医疗设备及工业用成像系统时，可以延长电池的寿命，并降低设备的散热量，大幅精简系统设计。 由于具有诸多优点，过去15年来，CTSD技术一直是高校与业内的热门研究课题，但一直没有产品商用。龚铭潭对《国际电子商情》记者介绍说，CTSD是一项较为复杂的技术，因此由研发至正式投入生产需要较长的时间。CTSD要面对现有技术如流水线技术的竞争，因此这种新技术必须在功能与特色方面都比现有技术优胜，才能受客户欢迎。早在20世纪90年代初至90年代中期为止，采用CTSD技术的ADC只能支持低速的产品，例如数字音频系统。直至几年前，带宽高达10MHz以上的ADC才正式面世：例如，15MHz的型号在2003年推出，而20MHz的型号则在2006年推出。

CTSD ADC的应用领域将逐步扩展FUqesmc

龚铭潭解释说，设计CTSD技术时要面对的挑战包括：

• 内置调制环路的采样时钟速率较高，因此需要低抖动采样边缘的配合。由于国半成功开发创新的电感式LC储能电路，因此可以提供如此低抖动的采样边缘。此外，内置的时钟调整电路可为高性能数据转换系统提供必要的低抖动时钟信号。
• 必须充分利用最先进的CMOS工艺技术，才可降低设计复杂的多级数字滤波器的生产成本，以及支持较高的内部采样率，确保输出采样率可以进一步提高。
• 为了可以提高数据输出率以及支持较高的分辨度，必须采用高速、可调谐、而且在任何情况下都能稳定操作的多级SD调制器。
• 虽然采用CTSD技术之后，放大器的技术要求便无需那么严格，但结构上仍需采用其他高精度电路。对于线路幼小、供电电压较低的CMOS工艺来说，面对的挑战会更为艰巨

而国半能够率先推出CTSD ADC商用产品，源于对Xignal Technologies的收购。Xignal一直在研究如何将CTSD技术应用到生产方面。2007年1月，国半收购了Xignal，并决定继续加强这方面的研究。此后，国半便充分利用先进的IC设计、产品开发、测试和生产工艺等技术，终于在不足12个月内成功推出第一款可正常操作的硅片。 龚铭潭也向《国际电子商情》记者坦承，由于传统流水线ADC的应用范围很广，CTSD ADC取代流水线ADC还需要一段时间，但CTSD ADC首先会在便携医疗和工业成像这些非常注重功耗、PCB板空间的领域取代流水线ADC，未来进一步向无线通信和测试/测量等领域渗透。目前CTSD ADC的采样率还比较低，在基站等无线通信领域应用有限。

几种常见ADC架构的定位FUqesmc

ADC12EU050可以提供高达25MHz的无混叠信号采样带宽，转换速度为40MSPS至50MSPS，信噪比及失真(SINAD)为68dB，信噪比为70dBFS。若以1.2V的供电电压及50MSPS的采样速度操作，这款芯片的单位通道的功耗仅为44mW，总功耗只有350mW。可编程串行输出具有业界标准低电压差分信号传输(LVDS)和可调节低电压信号传输(SLVS)两种模式可供选择。由于ADC12EU050采用可编程串行输出模式，可以大大简化互连设计。ADC12EU050芯片采用68引脚的LLP封装，大小只有10mm×10mm，而且可在摄氏-40至85度的温度范围内操作。ADC12EU050芯片已有样品供应，并定于2008年第3季开始批量供货，采购以1,000颗为单位，单颗价为64美元。 在提供更高集成和更低功耗的同时，国半还宣称， NS的CTSD ADC的价格并不比流水线型ADC贵。龚铭潭举例说，一家主要竞争对手刚刚发布了三款流水线ADC，定价在61到68美元，而NS的ADC12EU050定价为64美元，而且ADC12EU050采用的是全新的CTSD架构，速度更高，功耗比同类产品低30%，因此NS的CTSD ADC更具优势。