连续时间 sigma-delta (CTSD) 技术一直是高校与业内的热门研究课题。人们一直期待着能将CTSD技术从实验室转移到实际生产应用领域。前不久,美国国家半导体公司 (NS)宣布推出业界首款采用CTSD 技术的高速模拟/数字转换器(A/DC)。

美国国家半导体公司亚太区放大器产品市场经理龚铭潭介绍说,连续时间架构的优点在于不但可以添加信号调节等信号路径功能,而且可为模拟/数字转换器增添滤除混叠信号的滤波功能,大幅精简系统设计。型号为ADC12EU050的模拟/数字转换器具有8通道、12位、转换速度为50MSPS,属于美国国家半导体PowerWise高能效芯片系列产品。该产品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)。龚铭潭解释说,针对不同的应用对模拟/数字转换器也有不同的要求,ADC12EU050芯片面向的细分市场主要是医疗设备及工业用成像系统。
龚铭潭说,ADC12EU050芯片的创新CTSD架构相比于传统的流水线架构有如下的优势,一是具有更低的功耗,比同类竞争产品要低30%,这是因为传统的流水线模拟/
数字转换器一般都需要加设采样及保持放大器,输入端的开关电容器还必须搭配高性能驱动器。而CTSD 技术的模拟/数字转换器将这部分都可省略,采用的电阻式输入还可降低噪声,因此可以降低驱动器的技术要求,输入电压可以高于供电电压。二是CTSD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。而传统的流水线模拟/数字转换器必须加设能滤除混叠信号的外置滤波器。第三,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。第四则是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。
据了解,这款12位、超低功率、8通道CTSD的ADC12EU050模拟/数字转换器可以提供高达25MHz的无混叠信号采样带宽,转换速度为40MSps~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,这可大大简化互连设计。
龚铭潭表示,美国国家半导体还计划推出更多采用CTSD技术的模拟/数字转换器产品,未来的一代的CTSD产品,将会面向更多的细分市场。例如,成像系统、通信设备以及测试和测量仪表等电子产品的应用领域。目前,ADC12EU050芯片已有样品供应,今年的第3季开始批量供货。