2,7 GHz direkt digitalisieren National senkt Intermodulationsverzerrung und Grundrauschen bei 3,6 GSPS

Frequenzgang des IMD3-Wertes der ADC-Baureihe ADC12Dxx00RF bei verschiedenen Eingangspegeln.
Frequenzgang des IMD3-Wertes der ADC-Baureihe ADC12Dxx00RF bei verschiedenen Eingangspegeln.

Nachdem National Semiconductor vor einem Jahr den ersten 10/12-Bit-Analog-Digital-Wandler für die Leistungsklasse bis 3,6 Gigasamples/s (im einkanaligen Interleaved Mode) vorgestellt hat, legten die Entwickler in Fürstenfeldbruck jetzt nach.

Die neuen zweikanaligen Leistungsträger heißen weiterhin ADC12Dxx00RF, in der Abstufung 1800, 1600, 1000, 800 und 500 GSPS je Kanal. Im Interleaved Mode verdoppelt sich ihre Abtastrate. So wird eine Digitalisierung in 12-Bit-Samples mit 3,6 GSPS möglich. Mit dieser Abtastrate zielt National primär auf das Marktsegment Kommunikation, vor allem auf Anwendungen in der Mobilfunkinfrastruktur, sowohl für 3G als auch 4G. Allerdings sind die Bausteine auch für militärische Anwendungen (Radar) und Messtechnik interessant.

Obwohl die Funktionen der Bausteine der neuen Generation unverändert blieben, sind die Verbesserungen gegenüber der Vorgängergeneration in puncto Rauschverhalten und Linearität trotzdem beeindruckend: »Bei der Intermodulationsverzerrung (IMD3) erreicht die neue Generation um 6 bis 9 dB bessere Werte«, sagt Paul McCormack, Product Marketing Manager der High-Speed Signal-Path Group bei National Semiconductor in Europa. »Und das Grundrauschen haben wir um 2 bis 3 dB gesenkt«. Auch die Leistungsaufnahme ist trotz erhöhter Leistungsfähigkeit nicht gestiegen. »Ganz im Gegenteil«, fügt McCormack hinzu, »bei den Versionen für 500 und 800 GSPS ist die Leistungsaufnahme sogar zurückgegangen«.

Dass dieser Rückgang nicht auch die ultraschnellen Versionen betrifft, ist laut McCormack kein Beinbruch: »In dieser Kategorie sind vor allem Bandbreite und Abtastrate von Bedeutung. Die gesamte Lösung ist fast immer sehr leistungshungrig, weil das nachgeschaltete FPGA viel Strom verbraucht. Die Leistungsaufnahme des Wandlers fällt dann weniger ins Gewicht«.

Den Verlust von Bandbreite (einen bisher bestehenden Nachteil bei Zweiflankentaktung, dual edge sampling, DES) hat National nun auch eliminiert. Mit einem neuen Verfahren, das National als DESCLKIQ bezeichnet und zum Patent angemeldet hat, erreicht man die Performance von Einflankentaktung (Non-DES). Und dank der, ebenfalls patentierten, Autosync-Methode lassen sich mehrere ADCs zusammen betreiben. Hinzu kommt die bis 2700 MHz exzellente Linearität der Wandler. Diese lässt höhere Toleranzen und Spielräume bei anderen Systemkomponenten zu, was einen positiven Einfluss auf die Systemkosten hat (der Frequenzgang des IMD3-Wertes bei verschiedenen Eingangspegeln ist in der Grafik dargestellt).