Stromsparende High-Performance-A/D-Wandler von TI

Texas Instruments hat heute eine neue Familie von 10- und 12-Bit-Acht-Kanal-A/D-Pipeline-Wandlern mit dem weltweit niedrigsten Stromverbrauch und den kleinsten Abmessungen vorgestellt.

Die neuen Datenwandler ermöglichen eine höhere Energieeffizienz und kleinere Baugrößen in den Bereichen medizinische Bildverarbeitung, drahtlose Kommunikation sowie in militärischen Anwendungen, automatischen Prüfeinrichtungen und Videotechnik. Die ADS5281-Familie bietet eine hohe Auflösung, Abtastraten von bis zu 65 MSPS, ein niedriges Rauschverhalten und modernste digitale Features, die in sensiblen Bildverarbeitungs-Anwendungen wie z. B. tragbaren Ultraschall- und Kernspinresonanztomografie-(MRI)-Geräten entscheidend sind. »In der medizinischen Bildverarbeitung steigt die Nachfrage nach tragbaren und kompakteren Systemen. Unsere Mission sehen wir darin, die Herausforderungen zu meistern, mit denen die Hersteller bei der Entwicklung dieser immer komplexeren Systeme konfrontiert werden«, so Art George, Senior Vice President des Geschäftsbereichs High-Performance Analog bei Texas Instruments. Die Kombination der ADS5281-ADC-Familie mit dem Acht-Kanal-Verstärker von TI erlaube höchste Packungsdichte bei extrem niedrigem Energieverbrauch. In der Praxis bedeutet dies: Bei der höchsten Abtastrate von 65 MSPS beträgt der Verbrauch der ADS5281-Familie 77 mW pro Kanal. Mit dynamischer Skalierung und einer Abtastrate von 30 MSPS lässt sich der Verbrauch auf 48 mW pro Kanal senken. 

Die A/D-Wandler-Familie ist für den Einsatz mit dem neuen programmierbaren VCA8500-Acht-Kanal-Verstärker von TI konzipiert. Dieser benötigt lediglich 63 mW pro Kanal und weist ein Eingangsrauschen von 0,8 nV/√Hz auf. Die Kombination von Acht-Kanal-Verstärker und ADC bietet eine vollständige Signalkettenlösung für den medizinischen Bereich mit optimiertem Rauschverhalten und dem weltweit niedrigsten kombinierten Verbrauch (weniger als 130 mW pro Kanal bei 50 MSPS).

Der Verstärker als auch der A/D-Wandler werden im 64-poligen (9 x 9 mm) QFN-Gehäuse angeboten. Die Verbindung zwischen Verstärker und ADC lässt sich ohne zusätzliche Komponenten realisieren. Dabei erfordert diese Kombination nicht mehr Bauteilfläche als jeder andere vergleichbare integrierte Baustein. 

Darüber hinaus verfügt die ADS5281-Familie über eine große Auswahl an Funktionen zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit. Ein niederfrequenter Rauschunterdrückungsmodus verhindert 1/f -Rauschen und erhöht gleichzeitig das Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) um bis zu 4,2 dB über ein 1-MHz-Band bei Anwendungen im Basisband und im Zeitbereich. Eine Recovery-Schaltung bei Überlastung erlaubt es jedem ADC, nach einer Eingangsüberlastung von 6 dB gültige Daten nach einem Taktzyklus bereitzustellen. Dies ermöglicht eine sofortige Wiederherstellung und Verarbeitung der Signale. Darüber hinaus können mit der programmierbaren Verstärkung von 0 bis 12 dB Full-Scale-Outputs für Eingangssignale von bis zu 0,5 Volt Spitze-Spitze (Vpp) bereitgestellt werden.