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微电子所突破超高速ADC/DAC手艺 打破西方垄断

宣布时间:2016年05月11日 14:05    宣布者:eechina
要害词: ADC , DAC
作者 铁流     微信夷易近众号:tieliu1988

日前,中科院微电子所告成研收回超高采样率、宽频带的30Gsps 6bit超高速模拟数字转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC),告成年夜幅延伸了与先进国家的手艺差距,为我国在该领域挣脱海内手艺壁垒限制增添了要害性的筹马,对下游家当的生长起到了极年夜的促进作用。更要害的是,该芯片已在武汉邮电迷信院构建的1Tb/s相关光OFDM传输验证平台上完成应用验证。

就在今年3月,美国对中兴通讯阻拦制裁的时间,由于中兴通讯FPGA、光器件、高速ADC/DAC等器件很年夜水平上依附从美国出口,一些媒体以致以为中兴通讯将能够遭受穷冬,以致休业。而本次的手艺突破则有望使中兴通讯在ADC/DAC方面挣脱受制于人的时势。

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ADC芯片

在当下,数字系统和模拟系统已笼罩了生涯和工业临盆的各个方面,好比盘算机就是异老例范的数字系统,在工业领域,许多工业检测多是一连变换的物理量,常经常使用与之对应的电压电流或频率等阻拦模拟,是以这些都属于模拟系统。而高速ADC/DAC则是毗连数字系统和模拟系统的桥梁和序文——数字模拟转换器(DAC)是将数字旌旗暗记转化为模拟旌旗暗记,而模拟数字转换器(ADC)则反已往,将模拟旌旗暗记转化为数字旌旗暗记。至于ADC/DAC是若何施展各自作用的,则以光纤通讯为例。

在光纤通讯中,由于电缆和光钎传输的都是模拟旌旗暗记(同轴电缆传输的是模拟旌旗暗记,光纤传输的是光脉冲旌旗暗记,年夜多属于模拟旌旗暗记),这就必须在发送端先把数字旌旗暗记转化为模拟旌旗暗记,在吸收端把模拟旌旗暗记转化成数字旌旗暗记,也就是在发送端必须要有DAC,吸收端装配ADC,而假定ADC/DAC芯片性能无限,则直接会影响到光纤通讯的传输速率。

现实上,受制于ADC/DAC芯片的性能,现在的光纤通讯基本没有到达现实性能的极限,尚有很年夜的潜力可以掘客,是以,高性能的ADC/DAC对5G通讯,和年夜数据中央、以太网光互联、短距离互联通讯等领域有偏主要意义。另外,在军用领域微电子所的该项手艺突破也颇具意义——超高速ADC/DAC是雷达的主要器件,在电子战中,频率捷变也必须仰仗超高速ADC/DAC。

是以,超高速ADC/DAC岂论对国防军事,照样夷易近用工业都意义特殊,而云云要害的手艺,其手艺制高点却一直被美国、日本等蓬勃国家独霸,对中国而言异常倒霉,前段时间,中兴通讯被美国制裁,据媒体撒播张扬超高速ADC/DAC也位列制裁名单之上。

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DAC芯片

为打破西方国家对超高速ADC/DAC的手艺垄断,2006年,在微电子所研究员刘新宇向导下培植了超高速数模混淆电路研发团队,经由近10年的手艺积累,在国家“863”项目的支持下,告成研制出超高采样率、宽频带的30Gsps 6bit ADC/DAC芯片,据微电子所地下信息显示,30Gsps 6bit ADC芯片和30Gsps 6bit DAC芯片参数以下:

30Gsps 6bit ADC芯双方面积为3.9mmx3.3mm,接纳4路交织手艺,子ADC接纳自主创新的折叠内插架构。芯片外部集成三项误差校准电路,经由历程与FPGA合营可完成通道之间的自动校准。芯片输入接纳24路高速串行数据接口,支持在30GSps采样率下全速率输入。芯片的最高采样率为30Gsps,每秒可发生300亿次模数转换,总功耗为8W。该款芯片的-3dB带宽为18GHz。在30Gsps采样率下,低频有用位到达5bit,高频有用位年夜于3.5bit,无杂散静态规模(SFDR)年夜于35dBc。

30Gsps 6bit DAC的芯双方面积为3mmx2.8mm,接纳了分段式电流舵DAC架构。该芯片集成24路高速串行数据吸收器,和4-1MUX高速电路,支持在30GSps采样率下全速率输入。该芯片还集成了占空比校订和延迟误差校准电路。测试效果注解芯片在30Gsps采样率下使命时,低频无杂散静态规模(SFDR)到达44dBc,在第一奈奎斯特区内SFDR年夜于28.5dBc。芯片总功耗6.2W。

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SFDR测试效果

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高频测试效果

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Horace_Lu 揭晓于 2016-5-16 09:21:02
好好好
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