В HTML      В PDF
микроэлектроника, микросхема, микроконтроллер, память, msp430, MSP430, Atmel, Maxim, LCD, hd44780, t6963, sed1335, SED1335, mega128, avr, mega128  
  Главная страница > Статьи > Аналоговые компоненты

реклама

 
радиационно стойкие ПЗУ Миландр

Продажа силового и бронированного кабеля и провода в Москве

текст еще



Интегральные цифро-аналоговые преобразователи от Analog Devices.

В предыдущей статье мы рассмотрели характеристики новых цифро-аналоговых преобразователей невысокого быстродействия и проследили тенденции их развития. В этой статье мы перейдем к рассмотрению быстродействующих ЦАП для коммуникационных приложений и прямых цифровых синтезаторов.
    Коммуникации являются одной из самых динамично развивающихся областей электроники, спрос на разнообразные услуги связи неуклонно растет. Ограниченность частотного ресурса при росте числа потребителей услуг приводит к ужесточению требований к качеству синтезируемых сигналов, усложнению методов модуляции и все более активному применению цифровой обработки сигналов. Специально для оценки ИС для коммуникационных приложений были введены новые параметры оценки характеристик ИС в спектральной области. К ним можно отнести динамический диапазон, свободный от паразитных составляющих, (далее SFDR - Spurious-Free Dynamic Range), динамический диапазон сигнала с несколькими несущими (далее MPR - Multitone Power Ration) и коэффициент гармонических искажений.
   Высокие технические требованиям сочетаются на рынке коммуникаций с жесткими ограничениями продажной цены оборудования и услуг. Для удовлетворения этим противоречивым требованиям был создан целый ряд ИС, обладающих улучшенными динамическими характеристиками и более низкой стоимостью. Под низкой стоимостью понимается не только удешевление самой ИС, но и комплексная оптимизация затрат, определяющих конечную стоимость изделия. Этому способствует облегчение и снижение стоимости разработки, создание функционально более полных изделий, снижение требований к "обвязке" ИС и другие. Так, выпускаются ЦАП с встроенным цифровым интерполяционным фильтром, облегчающим построение реконструкционного аналогового фильтра. Применение внутреннего умножителя тактовой частоты удешевляет внешний тактовый генератор и облегчает обеспечение требований электромагнитной совместимости. Упрощение совершенствования разработки обеспечивается объединением ИС в семейства, в пределах которых компоненты полностью взаимозаменяемы. Активно развивается класс новых изделий - прямых цифровых синтезаторов, представляющих собой законченное однокристальное решение, для воплощения которого ранее требовалось несколько ИС. Не мало важно и обеспечение низкой потребляемой мощности, наличие режимов энергосбережения и малые физические размеры корпусов ИС.
    Перейдем к рассмотрению технических параметров новых ЦАП. Рассмотрение будем проводить по семействам. Характеристики ЦАП сведены в таблицу 1. Приведенные значения SFDR измерялись в полосе частот от постоянного тока до половины частоты преобразования, на полном размахе сигнала, MRP - измерялся на сигнале, состоящем из 8 несущих частот с разносом 110 кГц.

Таблица 1. Параметры коммуникационных ЦАП.
Название Разрядность Макс. частота преобразования, (МГц) SFDR, (дБ) на частоте (МГц) MPR, (дБ) на частотах (МГц) Минимальное напряжение питания (В) Потребляемая мощность / режим энергосбережения, (мВт) Стоимость, (USD)*
AD9708 8 125 63 / 12 - 2,7 45/12 4,94
AD9760 10 125 68 / 5,0 - 2,7 45/12 10,97
AD9750 10 125 76 / 5,0 - 5,0 185/20 12,99
AD9731 10 175 62 / 10 - +5/-5,2 439/- 11,16
AD9732 10 200 62 / 10 - +5 305/- 11,84
AD9761 10 40 68 / 1,0 - 2,7 200/60 15,31
AD9762 12 125 70 / 5,0 73 / 2,0 2,7 45/12 19,60
AD9752 12 125 76 / 5,0 81 / 2,0 5,0 185/20 21,61
AD9764 14 125 77 / 5,0 76 / 2,0 2,7 45/12 24,77
AD9754 14 125 77 / 5,0 84 / 2,0 5,0 185/20 27,30
AD9774 14 128 77 / 5,0 70 / 8,0 2,7 300/47 32,15
* Стоимость указана для партии в 100 штук, без учета локальных налогов.

    Семейство TxDACФ дешевых КМОП быстродействующих ЦАП состоит из ИС AD9708, AD9760, AD9762 и AD9764 с разрядностью 8, 10, 12 и 14 бит соответственно. Все ИС этого семейства совместимы по выводам, имеют параллельный интерфейс, встроенный источник опорного напряжения и дифференциальный токовый выход, для работы непосредственно на трансформатор. При разработке этих преобразователей были приняты специальные меры для улучшения динамических параметров схемы. ЦАП обладают низкой потребляемой мощностью, параметры нормируются при напряжении питания 3 В имеется режим снижения энергопотребления. Для регулировки амплитуды выходного сигнала, выходной ток полной шкалы может регулироваться от 20 до 2 мА без ухудшения параметров. Токовый выход может использоваться в несимметричном включении или даже как выход по напряжению. Основными областями применения этих ЦАП является одноканальное и многоканальное передающее коммуникационное оборудование, использующее цифровую модуляцию. К ним относятся как беспроводные передающие системы базовых станций сотовой связи и WLL, так и кабельные передатчики - ADSL и HFC модемы и другое оборудование. ИС выпускаются в корпусах типа SOIC и TSSOP с 28 выводами для индустриального температурного диапазона.
    Относительно недавно стало известно о появлении второго поколения ЦАП семейства TxDACФ, состоящего из ИС AD9750, AD9752 и AD9754. Эти ИС унаследовали все положительные черты ИС предыдущего поколения, совместимы с ними по расположению выводов и функциям. По сравнению с предыдущим семейством, они обладают более высокими параметрами на верхних частотах рабочего диапазона и приблизительно на 8 дБ большим SFDR. Однако эти параметры нормируются при напряжении питания аналоговой части 5 В, что вызывает большее потребление энергии. Семейство ориентированно на те же области применения, что и предыдущее, однако, лучшие параметры позволяют применять ИС этого семейства в системах W-CDMA, измерительном оборудовании и т.д.
    Сдвоенный 10-разрядный ЦАП AD9761 обладает параметрами сходными ИС AD9760, но имеет цифровой интерполяционный фильтр, обеспечивающий удвоение частоты преобразования и затухание в полосе подавления более 62,5 дБ. Такое решение позволяет значительно упростить построение аналогового реконструкционного фильтра. ЦАП предназначен для цифровых систем передачи, использующих квадратурную модуляцию, для обеспечения которой необходимо точное соответствие параметров обоих каналов. ИС имеет встроенный источник опорного напряжения и параллельный мультиплексируемый интерфейс. ИС выпускаются в корпусах типа SSOP для индустриального температурного диапазона.
    В скором будущем, ожидается расширение номенклатуры сдвоенных ЦАП, аналогичных по своим характеристикам семейству AD976X. Развитие семейства AD975X ожидается в направлении расширения диапазона рабочих частот с соблюдением достигнутых высоких параметров.
    Два 10-разрядных ЦАП AD9731 и AD9732 имеют сходные параметры. Первый из них был создан для замены ставшего индустриальным стандартом AD9721. AD9731 имеет идентичную с ним разводку выводов и функции, но выполнен по технологии BiCMOS и имеет в 2,5 раза меньшее потребление энергии при более высокой частоте преобразования, и в 4 раза меньшую стоимость. Как и у предшественника, у него двуполярное питание. AD9732 по своим параметрам аналогичен AD9731, но имеет однополярное питание и несколько меньшую потребляемую мощность. Обе ИС практически совместимы по выводам, отличия заключаются в разводке отрицательного питания. Как и AD9721, ИС имеют значение энергии выброса (глича) всего 4 пВс, диапазон частот преобразования достигает 170 МГц. Обе ИС выпускаются в корпусах типа SSOP для индустриального температурного диапазона.
    14-разрядный ЦАП AD9774 предназначен для преобразования сигнала в областях, где необходим чрезвычайно высокий динамический диапазон. ИС имеет встроенный 4-х кратный интерполяционный фильтр, обеспечивающий значительное упрощение построения аналогового реконструкционного фильтра. ЦАП имеет встроенный источник опорного напряжения и умножитель частоты входного сигнала. Данный ЦАП предназначен для восстановления сигналов с широким динамическим диапазоном. В скором будущем появится ЦАП AD9772, отличающейся повышенной до 200МГц частотой преобразования.
    Относительно недавно появились прямые цифровые синтезаторы частоты (DDS-синтезаторов). По сравнению со своими предшественниками - синтезаторами на основе фазовой подстройки частоты, они обладают рядом преимуществ. К ним относится простота осуществления фазовой и частотной модуляции (манипуляции) несущей частоты, простота обеспечения заданного значения фазы сигнала и отсутствие разрыва фазы, быстрое установление сигнала и высокое разрешение установки параметров. Однако, синтезаторы на основе фазовой подстройки частоты, остаются непревзойденными по уровню фазовых шумов (до -120дБ), возможности синтезировать частоты до нескольких гигагерц, кроме этого, они более дешевые и потребляют меньшую мощность. Основными областями применения DDS-синтезаторов являются базовые станции, кабельные модемы, средства связи CDMA, SSFH и SSDS. Сравнительные характеристики прямых цифровых синтезаторов приведены в таблице 2. Следует сразу пояснить, что частота синтезируемого сигнала составляет, как правило, 0,4 от частоты преобразования ЦАП.

Таблица 2. Параметры прямых цифровых синтезаторов.
Название Макс частота преобразования ЦАП, (МГц) Отношение сигнал шум, (дБ) SFDR, (дБ) на частоте (МГц Напряжение питания, (В)/ Потребляемая мощность, (мВ) Стоимость, (USD)*
AD9830 50 50 50 / 2,1 5 / 60 12,84
AD9831 25 50 50 / 2,1 3 / 15 8,07
AD9832 25 50 50 / 2,1 3 / 15 6,45
AD9835 50 50 50 / 2,1 5 / 40 7,43
AD9850 125 75 58 / 20 3 / 155 15,96
AD9851 180 75 55 / 40 3 / 180 17,51
AD9853 125 - 54 / 20 3 / 759 25,13
AD9856 200 - 60 / 40 3 / 1135 19,75
* Стоимость указана для партии в 100 штук, без учета локальных налогов.

    Семейство прямых цифровых синтезаторов AD9830/31/32/35 характеризуется малым потреблением и относительно небольшим быстродействием. Все члены семейства имеют 32-разрядный фазовый аккумулятор, четыре регистра сдвига фазы и два регистра установки частоты, переключаемые отдельными внешними выводами. Это позволяет легко осуществлять фазовую и частотную модуляцию и перескок с частоты на частоту. Все они имеют 10-разрядный выходной ЦАП с источником опорного напряжения и возможностью подстройки полного размаха выходного напряжения. AD9831/32 характеризуются низким потребляемым током и работой от напряжения питания 3 В, в то время как AD9830/35 обладают большей выходной частотой. Совместимые по выводам AD9832 и AD9835, выпускаются в маленьких корпусах типа TSSOP с 16 выводами и имеют последовательный интерфейс. Также совместимые AD9830 и AD9831 выпускаются в корпусах типа TQFP с 48 выводами, имеют параллельный интерфейс и вход сброса фазового аккумулятора, обеспечивающий синхронизацию нескольких синтезаторов. Все синтезаторы имеют режим пониженного потребления.
    Синтезаторы AD9850/51 имеют большее быстродействие по сравнению с предыдущим семейством. Синтезаторы имеют 32-разрядный фазовый аккумулятор, фазовый сдвиг задается 5-разрядным числом. Управление осуществляется 40-битными словами, загружаемыми последовательно по SPI-подобному интерфейсу или побайтно по параллельному. Синтезатор имеет 10-разрядный выходной ЦАП с встроенным источником опорного напряжения и регулировкой размаха выходного сигнала. На кристале имеется компаратор, позволяющий использовать синтезатор в качестве генератора меандра произвольной частоты. Оба синтезатора совместимы по выводам, выпускаются в корпусах типа SSOP и имеют режим пониженного энергопотребления. Синтезатор AD9851 отличается большим быстродействием, максимальная частота преобразования для него составляет 180 Мгц, и встроенным умножителем тактовой частоты. Синтезаторы характеризуются низкими фазовыми шумами, составляющими -130 дБ при сдвиге на 1 кГц, без учета фазовых шумов умножителя тактовой частоты. Потребляемая мощность определяется напряжением питания и частотой преобразования и практически одинакова для обоих приборов, на частоте 125 Мгц потребляемый ток составляет 55мА при напряжении 3.3В. Ожидается появление синтезатора, полностью совместимого с описанными, но имеющего частоту преобразования до 300 МГц. Схемы выпускаются в корпусах типа SSOP для индустриального диапазона температур.
    ИС AD9856 выполняет функции цифрового квадратурного модулятора. Входные цифровые данные обрабатываются интерполяционным фильтром и в цифровом виде домножаются на генерируемые прямым цифровым синтезатором квадратурные синусоидальные сигналы. Результаты перемножения складываются и после прохождения фильтра, компенсирующего ослабление сигнала sinx/x, преобразуются в выходной аналоговый сигнал 12-разрядным ЦАП. ИС предназначена построения фазовых манипуляторов от BPSK, QPSK и GMSK до 256-QAM, но может использоваться и просто в качестве высококачественного прямого цифрового синтезатора. ИС AD9853 обладает еще большими набором функций и представляет собой законченный цифровой передатчик. Кроме функций модулятора, она обеспечивает помехоустойчивое кодирование с использованием кодов Рида - Соломона, скремблирование передаваемых данных и вставку преамбулы при передаче пакетов. Специально для применения с указанными схемами выпускается усилитель с программируемым коэффициентом усиления AD8320. Указанный комплект представляет собой законченный передающий тракт кабельного модема, но область применения указанных ИС не ограничивается проводными модемами. Они с успехом могут применяться в передающих трактах различных радиосредств.
    Таким образом, можно констатировать бурное развитие быстродействующих цифро-аналоговых преобразователей фирмы Analog Devices Inc. как в сторону улучшение технических характеристик стандартных преобразователей, так и увеличения степени интеграции за счет объединению на одном кристале высококачественной аналоговой части и быстродействующей мало потребляющей цифровой схемы. Процесс развития ИС ускоряется и все сложнее становится отслеживать все нововведения и выбирать оптимальные решения из многообразия возможных вариантов. Именно в этом Вам призваны помочь консультанты компании AUTEX Ltd.

Фирма AUTEX Ltd.
Тел. (095) 334-7741, 334-9151
Факс (095) 334-8729, 234-9991
E-mail: info@autex.ru




 
Впервые? | Реклама на сайте | О проекте | Карта портала
тел. редакции: +7 (495) 514 4110. e-mail:info@eust.ru
©1998-2016 ООО Рынок Микроэлектроники