Neuer Gigahertz-Zweifach-A/D-Wandler von National Semiconductor verbindet maximale Performance mit minimaler Leistungsaufnahme

Aufgrund seiner besonders innovativen Architektur ist der neue ADC08D1000 ideal geeignet für den Einsatz in Oszilloskopen, Prüf- und Messsystemen, digitalen Set-Top-Boxen und Kommunikationssystemen
ADC08D1000 (PresseBox) (Fürstenfeldbruck, ) Unter der Bezeichnung ADC08D1000 stellt National Semiconductor einen neuen, leistungsfähigen Zweifach-A/D-Wandler in CMOS-Technologie vor. Der ADC nimmt erheblich weniger Leistung auf als konkurrierende Bauelemente, bietet aber dennoch die Gigahertz-Geschwindigkeit, die für zuverlässige Messungen an hochfrequenten Signalen erforderlich ist. Der schnelle, leistungssparende Baustein ist speziell für Anwendungen wie z.B. Digital-Oszilloskope, automatische Prüfsysteme (Automated Test Equipment; ATE), Basisstationen sowie Satelliten- und Kommunikationssysteme mit Direct-Down-Conversion für das I- und das Q-Signal ausgelegt. A/D-Wandler gehören beim Design derartiger Systeme im Bereich der Signalverarbeitungswege zu den entscheidenden Building-Blocks und sind für die präzise Umwandlung von Informationen aus der realen Welt in digitale Signale verantwortlich.

Der ADC08D1000 kann zwei Eingangssignale mit einer Rate bis zu 1 GSPS (Giga Sample Per Second) und mit einer Auflösung von 8-Bit digitalisieren. An einer Versorgungsspannung von nominell 1,9 V beträgt die Leistungsaufnahme dabei nur 1,6 W. Mit Hilfe der innovativen, vollständig programmierbaren Dual-Edge-Sampling-Technik erreicht der ADC durch Interleaving-Betrieb der beiden auf dem Chip integrierten Wandler auf einem Kanal eine Umwandlungsrate von 2 GSPS. Es kann eine Grob- und Feineinstellung vorgenommen werden, sodass der Abtast-Takt eines jeden Kanals unabhängig vom anderen in 0,1-ps-Schritten kalibrierbar ist. Alle chip-internen Funktionen sowie die unabhängige Feineinstellung von Gain und Offset für den I- und den Q-Kanal lassen sich über einen dreiadrigen seriellen Bus steuern. Die äußerst geringe Leistungsaufnahme des ADC08D1000 erlaubt dem Entwickler den Verzicht auf Lüfter oder Kühlkörper, sodass Leiterplattenfläche gespart wird und günstigere Systemkosten erzielt werden.

„Nationals Angebot an Datenwandler-Lösungen wächst sehr rasch an und ermöglicht drastische Performance-Verbesserungen im gesamten analogen Signalweg“, erklärte Suneil Parulekar, Executive Vice President der Analog Products Group. „Mit dem neuen ADC08D1000 erweitert National sein Portfolio an High-Speed-Produkten, um dem Entwickler eine Auswahl der sparsamsten und präzisesten Bauelemente auf dem Markt bieten zu können. Mit unseren marktführenden A/D-Wandlern ist es dem Systemhersteller möglich, seine Produkte durch höhere Bildauflösung, größere Zuverlässigkeit, kleinere Abmessungen und geringeren Strombedarf aus der Masse der Konkurrenzlösungen herauszuheben.“

Der ADC08D1000: Eine spezielle Hochleistungs-Architektur

National hat für das Design des ADC08D1000 mehr als 10 Patente angemeldet. Der Baustein wird mit der 0,18-µm-CMOS-Technologie von National produziert, die neuesten technischen Erkenntnissen entspricht. Die beim Einschalten der Versorgungsspannung automatisch aktivierte On-Chip-Kalibrierfunktion des Bausteins sorgt für die Kombination aus niedriger Verlustleistung und hoher Performance. Hinzu kommt eine spezielle, ebenfalls leistungssteigernde Faltungs- und Interpolations-Architektur. Während die Faltung die Zahl der nötigen Komparatoren reduziert, werden dank der Interpolation deutlich weniger Front-End-Verstärker benötigt.Dadurch wird die Verlustleistung reduziert und die Belastung des Eingangssignals gesenkt. Der ADC08D1000 zeigt eine nahezu ideale Impulsantwort, und über den gesamten Temperaturbereich von - 40 bis +85 °C treten garantiert keine Informationslücken (missing codes) auf. Hierdurch erklärt sich das hohe Performance- und Genauigkeitsniveau des Bausteins. Das zusätzlich vorhandene National-LVDS-Interface (Low Voltage Differential Signaling) ermöglicht die zuverlässige Übertragung hochfrequenter Signale bei niedrigem Rausch- und Verzerrungsaufkommen.

Wichtige technische Daten des ADC08D1000

Der ADC08D1000 ist für eine extrem niedrige Bitfehlerrate (Bit-Error Rate; BER) von 10-18 ausgelegt. Bei einer Abtastrate von 1 GHz kommt er auf eine differenzielle Nichtlinearität (DNL) von 0,25 LSB (Least Significant Bits) und eine integrale Nichtlínearität von 0,35 LSB. Der Wert von 7,5 ENOB (Effective Number of Bits) wird von DC bis zu Eingangsfrequenzen von 500 MHz (Nyquist) beibehalten. Das gemessene Übersprechen (crosstalk) zwischen I- und Q-Kanal liegt unter -77 dB. Die beiden integrierten Sample-and-Hold-Verstärker zeichnen sich durch hervorragende dynamische Kenndaten über eine Full-Power-Bandbreite von 1,7 GHz hinweg aus.

Eine komplette Familie leistungsfähiger Single- und Dual-A/D-Wandler

National baut mit der Einführung des ADC08D1000 sein Angebot an leistungsfähigen, Strom sparenden A/D-Wandlern mit Auflösungen von 8 bis 12 Bit weiter aus. Der neue Baustein ergänzt die leistungsfähige Single-Version, den CMOS-A/D-Wandler ADC081000 von National. Schon in Kürze kommt eine 500-MSPS-Version, im ersten Quartal 2005 gefolgt von einem 1,5-GSPS-Baustein von National. Sämtliche Geschwindigkeits-Versionen der Ultra-High-Speed-Produkte von National weisen die gleiche Anschlussbelegung auf, damit ohne Modifikation des Leiterplatten-Layouts auf eine andere Abtastrate gewechselt werden kann. Zusätzlich entwickelt National höher auflösende 14- und 16-Bit-Pipeline-A/D-Wandler und erweitert sein Angebot an Strom sparenden, universell einsetzbaren A/D-Wandlern in SAR-Technik (Successive Approximation Register) für einen breiten Anwendungsbereich.

Preis und Verfügbarkeit

Der ADC08D1000 im Exposed-Pad-Gehäuse mit 128 Pins kostet 219 US-Dollar (ab 1.000 Stück). Muster werden bis zur geplanten Aufnahme der Serienproduktion im Januar 2005 verfügbar sein. Weitere Informationen über das Produkt sind auf Nationals Website unter http://www.national.com/... abrufbar.

Kontakt

National Semiconductor GmbH
Livry-Gargan-Str. 10
D-82256 Fürstenfeldbruck
Kurt Löffler
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