ADC芯片的兩個指標,速度和精度指標存在著相互制約的關系。高速/高精度ADC一直是國產廠商努力的方向,畢竟ADC實在是太關鍵了,連接起了現實模擬世界與電子系統。隨著國家對集成電路產業的重視,近年來中國的芯片產業發展迅速,不少國產ADC芯片走進了大家的視線。這些優質國產ADC廠商推出了許多不弱于國際ADC頭部廠商產品的代表系列,完成了ADC的部分國產替代。
芯海科技高精ADC系列
芯海科技主攻高精度ADC,從2003年著手自研,2006年推出填補市場空白的24bit高精度低功耗ADC芯片CS1242,到現在,芯海科技的CS12XX系列是國產高精度ADC相當有知名度的一個系列。依靠其高精度、高輸入阻抗以及低功耗的特性,這個系列在很多場景中(泛健康類設備、智能手機、智慧家居、工業測量、汽車電子)都有應用。
CS1232,是目前這個系列中有效精度最高的型號,ENOB最高能達到23.5位,是高精度測量應用中的常客。
CS1232采用了三階Sigma-Delta調制器,通過低噪聲儀用放大器結構實現PGA放大,放大倍數可選1,2,64,128。其輸出速率10Hz/80Hz可選。10Hz時,P-P噪聲為139nV,80Hz時為298nV。CS1232內置了RC振蕩器,可以使用外置晶振也可以通過引腳直接輸入時鐘。
在PGA為128時,系統整體的積分線性度為±6ppm,增益誤差不超過±0.1%。整個系統的功耗也較低,以Power down模式下的電流來看,模擬部分電流僅為0.1uA,數字部分也僅有1.5uA。在高精度的ADC品類中,這樣的性能與功耗指標也足夠出彩。
芯佰微ADC
芯佰微的ADC多用于雷達系統、電網等領域,精度和速率覆蓋的范圍較廣,架構上也覆蓋了SAR、Pipeline、Sigma-Delta。如果說在這些范圍里挑出一個讓人最能記得住的ADC,那就是芯佰微高采樣率的CBM08AD1500QP。
CBM08AD1500QP,雙通道的8位超高速ADC。CBM08AD1500QP最高采樣速率每通道1.5GSPS,采用時間交替模式可以達到兩倍的采樣率,在高速數字采集、雷達、通信接收應用上有很大優勢。
CBM08AD1500QP是折疊和插值相結合的結構,內部包含了采樣/保持放大器、折疊放大器、帶隙電壓基準、時鐘電路和LVDS 輸出等電路。輸出時鐘提供SDR和DDR選擇,并提供時鐘占空比校正。該系列并沒有通過犧牲功耗和精度來實現較高的采樣速率,器件在高采樣率下經過專門的優化,即使在滿吞吐量下也可實現出色的直流線性度和交流性能。
迅芯微超高速ADC
蘇州迅芯微電子主攻超高速,主要做6至14位分辨率的高速ADC,在高速這個點的拿捏上它處于國內領先的位置。旗下AAD08Q2500,4通道的8位ADC代表產品,采樣速率能達到10GSPS。
AAD08Q2500采用了Si基工藝,可將差分400mV輸入模擬信號轉換成8bit數字信號,芯片內包含四個最高工作在2.5GS/s的子ADC。這些子ADC可工作在交織或非交織模式,配置成四通道、雙通道或單通道。
AAD08Q2500模擬輸入帶寬3.8GHz,器件整體SFDR指標40dB,ENOB為5.5Bits。芯片采用+3.3V/+1.8V電源供電,總功耗約為8.5W。芯片采用Flip Chip-BGA封裝,有392引腳。在國內超高速ADC領域內,器件有不錯的技術優勢,目前在往集成化ADC芯片開拓。
中微高精度ADC
中微的MCU采用了自研的ADC,雖然CMS24AD系列型號不多,但在高精度應用上性能不俗。
CMS24AD2001的PGA放大倍數可選范圍廣泛,也是采用了Sigma-Delta調制器通過低噪聲儀用放大器結構實現PGA放大。在PGA為128時,其ENOB 20.6位與國內其他同類ADC齊平。此時等效輸入噪聲30nVrms。
在正常工作模式下,ADC數據輸出速率可選,覆蓋2.5Hz-2.56KHz。其增益誤差在±1.5%左右,增益誤差漂移為16ppm/℃,這項指標略高。器件的整體功耗處于較低水平,PGA為128時正常工作電流1.68mA,休眠模式電流不超過50nA,屬于高精度下的低功耗ADC器件。
小結
做ADC本身需要一定的技術積累,同時還要不斷迭代、磨煉,這并非易事。國產ADC給我們留下深刻印象,但還要認清我國ADC芯片技術在高端領域離歐美等企業仍有差距,這也是國產ADC廠商不斷突破的動力。
芯海科技高精ADC系列
芯海科技主攻高精度ADC,從2003年著手自研,2006年推出填補市場空白的24bit高精度低功耗ADC芯片CS1242,到現在,芯海科技的CS12XX系列是國產高精度ADC相當有知名度的一個系列。依靠其高精度、高輸入阻抗以及低功耗的特性,這個系列在很多場景中(泛健康類設備、智能手機、智慧家居、工業測量、汽車電子)都有應用。
CS1232,是目前這個系列中有效精度最高的型號,ENOB最高能達到23.5位,是高精度測量應用中的常客。
(圖源:芯海科技)
CS1232采用了三階Sigma-Delta調制器,通過低噪聲儀用放大器結構實現PGA放大,放大倍數可選1,2,64,128。其輸出速率10Hz/80Hz可選。10Hz時,P-P噪聲為139nV,80Hz時為298nV。CS1232內置了RC振蕩器,可以使用外置晶振也可以通過引腳直接輸入時鐘。
在PGA為128時,系統整體的積分線性度為±6ppm,增益誤差不超過±0.1%。整個系統的功耗也較低,以Power down模式下的電流來看,模擬部分電流僅為0.1uA,數字部分也僅有1.5uA。在高精度的ADC品類中,這樣的性能與功耗指標也足夠出彩。
芯佰微ADC
芯佰微的ADC多用于雷達系統、電網等領域,精度和速率覆蓋的范圍較廣,架構上也覆蓋了SAR、Pipeline、Sigma-Delta。如果說在這些范圍里挑出一個讓人最能記得住的ADC,那就是芯佰微高采樣率的CBM08AD1500QP。
(圖源:芯佰微)
CBM08AD1500QP,雙通道的8位超高速ADC。CBM08AD1500QP最高采樣速率每通道1.5GSPS,采用時間交替模式可以達到兩倍的采樣率,在高速數字采集、雷達、通信接收應用上有很大優勢。
CBM08AD1500QP是折疊和插值相結合的結構,內部包含了采樣/保持放大器、折疊放大器、帶隙電壓基準、時鐘電路和LVDS 輸出等電路。輸出時鐘提供SDR和DDR選擇,并提供時鐘占空比校正。該系列并沒有通過犧牲功耗和精度來實現較高的采樣速率,器件在高采樣率下經過專門的優化,即使在滿吞吐量下也可實現出色的直流線性度和交流性能。
迅芯微超高速ADC
蘇州迅芯微電子主攻超高速,主要做6至14位分辨率的高速ADC,在高速這個點的拿捏上它處于國內領先的位置。旗下AAD08Q2500,4通道的8位ADC代表產品,采樣速率能達到10GSPS。
(圖源:迅芯微)
AAD08Q2500采用了Si基工藝,可將差分400mV輸入模擬信號轉換成8bit數字信號,芯片內包含四個最高工作在2.5GS/s的子ADC。這些子ADC可工作在交織或非交織模式,配置成四通道、雙通道或單通道。
AAD08Q2500模擬輸入帶寬3.8GHz,器件整體SFDR指標40dB,ENOB為5.5Bits。芯片采用+3.3V/+1.8V電源供電,總功耗約為8.5W。芯片采用Flip Chip-BGA封裝,有392引腳。在國內超高速ADC領域內,器件有不錯的技術優勢,目前在往集成化ADC芯片開拓。
中微高精度ADC
中微的MCU采用了自研的ADC,雖然CMS24AD系列型號不多,但在高精度應用上性能不俗。
(圖源:中微半導體)
CMS24AD2001的PGA放大倍數可選范圍廣泛,也是采用了Sigma-Delta調制器通過低噪聲儀用放大器結構實現PGA放大。在PGA為128時,其ENOB 20.6位與國內其他同類ADC齊平。此時等效輸入噪聲30nVrms。
在正常工作模式下,ADC數據輸出速率可選,覆蓋2.5Hz-2.56KHz。其增益誤差在±1.5%左右,增益誤差漂移為16ppm/℃,這項指標略高。器件的整體功耗處于較低水平,PGA為128時正常工作電流1.68mA,休眠模式電流不超過50nA,屬于高精度下的低功耗ADC器件。
小結
做ADC本身需要一定的技術積累,同時還要不斷迭代、磨煉,這并非易事。國產ADC給我們留下深刻印象,但還要認清我國ADC芯片技術在高端領域離歐美等企業仍有差距,這也是國產ADC廠商不斷突破的動力。
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