National Semiconductor Weltweit schnellster 12-Bit-A/D-Wandler

National Semiconductor hat einen A/D-Wandler mit 12 Bit Auflösung und einer Abtastrate von 3,6 GSample/s für breitbandige Software-Defined-Radio-Lösungen vorgestellt. Er zeichnet sich durch eine verringerte Leistungsaufnahme und Größe sowie eine hohe Flexibilität aus.

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National Semiconductor bringt mit dem ADC12D1800 den bisher schnellsten 12-Bit-Analog/Digital-Wandler auf den Markt. „Mit einer Abtastrate von 3,6 GSample/s ist der A/D-Wandler um den Faktor 3,6 schneller als derzeit erhältliche 12-Bit-ADCs“, erzählt Paul McCormack, Marketing Manager der High-Speed Product Group bei National Semiconductor. Die dynamischen Kenndaten, darunter ein Eigenrauschen von –147 dBm/Hz, ein Rauschleistungsverhältnis (Noise Power Ratio – NPR) von 52 dB und Intermodulationsverzerrungen (IMD) von –61 dBFS, ermöglichen eine neue Generation von Architekturen und Applikationen im Bereich Software Defined Radio (SDR).

Die im Designzentrum in München entwickelten Wandler basieren auf einer „Folding“-Architektur (ähnlich der Parallelarchitektur) mit spezieller Kalibrierung, die auf einem 0,18-µm-CMOS-Prozess hergestellt werden. Die ADCs verbrauchen im Vergleich zu anderen Hochgeschwindigkeitswandlern rund 50% weniger Strom und beanspruchen etwa die Hälfte des Leiterplattenfläche. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine hohe Flexibilität aus, da die digitalen Filter für beliebige Frequenzen programmiert werden können.

Daneben bringt das Unternehmen den ADC12D1600 (Abtastrate bis 3,2 GSample/s) und den ADC12D1000 (Abtastrate 2,0 GSample/s) auf den Markt. Alle drei A/D-Wandler werden bereits bemustert, Produktionsstart ist August 2010.

Anwendungsgebiete sieht McCormack vorrangig in High-end-Testsystemen wie Spektrumanalysatoren, Massenspektrometern, Entfernungsmessgeräten sowie Kommunikationssystemen und FTTH-Anwendungen.

Leistungsmerkmale der 12-Bit-ADCs

Die 12-Bit-A/D-Wandler werden mit thermisch optimierten BGA-Gehäusen mit 292 Anschlüssen geliefert und sind pinkompatibel zu den Typen ADC10D1000 und ADC10D1500. Sie werden mit einer Versorgungsspannung von 1,9 V betrieben und enthalten zwei Kanäle, die entweder unabhängig oder im Interleaved-Betrieb (verzahnt) genutzt werden können. Die Bausteine enthalten Schaltungen zur Synchronisation mehrerer Chips. Verstärkung und Offset können für jeden Kanal einzeln programmiert werden. Der eingebaute Track-and-Hold-Verstärker und das erweiterte Selbstkalibrier-Konzept ermöglichen einen sehr flachen Verlauf aller dynamischen Parameter für Eingangsfrequenzen bis über 2 GHz, wobei eine Codefehlerrate von 10-18 eingehalten wird. Die Leistungsaufnahme pro Kanal liegt zwischen 2,05 und 1,7 W, die ENOB-Werte zwischen 9,2 und 9,5 (125 MHz).

Eine für Raumfahrt-Anwendungen qualifizierte Version des ADC12D1x00 soll in einem hermetisch dichten CCGA-Gehäuse (Ceramic Column Grid Array) mit 376 Lötanschlüssen angeboten werden, das Strahlungsstärken von 120 MeV (Single-Event Latch-up) und eine Gesamtdosis ionisierender Strahlung von 100 krad (Si) verkraftet.

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