高速ADC：防止前端冲突

　　在流水线转换器方面，最值得注意的趋势包括提高取样速率、增加每个取样速率节点的 ENOB、提供更多的多通道器件。多通道转换器尤其适合于成像和通信领域，在成像领域，大型阵列很常见，而在通信领域，I/Q 通道需要匹配良好的信号链。
　　Texas Instruments 公司率先把多条通道包含进产品中，每个封装中有 8 条通道，这些产品是 ADS5270、ADS5271 和 ADS5272，它们分别是 40MMS/s、50MMS/s 和 65MS/s的 12 比特转换器。如果说该公司宣布各项最低值时，典型值为 11.3 比特的 ENOB 没有引起太大震动，那么对于便携式超声波设备等成像应用，这样的通道密度和低功耗（每封装不到 1W）应该很有吸引力。
　　每条通道的转换器都连接到一个串行器和一个 LVDS 驱动器。一个外部取样时钟同步驱动 8 个采样/保持放大器和一个 PLL，该 PLL 生成了输出比特时钟。取样时钟和比特时钟在 LVDS 输出端上都可用。
　　Analog Devices 公司的多通道流水线式转换器包括 AD9229 12比特转换器和 AD9289 8比特转换器。两种器件的工作速度都是 65MS/s，都提供 LVDS 数据输出和比特时钟输出。典型 ENOB 分别是 11.4 比特和 7.5 比特。同样，截止写稿时，该公司还没有提供极限规格，因此很难评估这些器件在总体上的性能如何。
　　Maxim 公司的 MAX1126 和 MAX1127 分别是 4 通道 40MS/s 和 65MS/s流水线式转换器，采用 1.8V 电源工作。与其它多通道转换器类似，MAX1126 和 MAX1127 共享一个片上基准、一个时钟缓冲器、一个 PLL、一个控制结构，使总功耗不超过 2/3W。这些转换器的差分输入范围扩大到了 1.4V p-p。最小 ENOB 在 19.3MHz 时为 10.8 比特。
　　值得关注的单通道流水线式转换器包括 14 比特转换器 TelASIC TC1410，它的工作速度是 240MS/s，带宽是 1GHz，并带有恰当的输入匹配网。Linear Technology 公司的 14 比特 LTC1750 和 Maxim 公司的 15 比特 MAX1427 也值得关注。这两种器件的工作速度都是 80MS/s，都提供 11.8 ENOB，不过分辨率不一样，LTC1750 是 30 MHz，而 MAX1427 是 15 MHz。
　　还有更多的新器件也是流水线式的。有几家制造商正计划在第三、四季度推出高速转换器，因此你可以让“争当第一”游戏继续下去。运气好的话，对于过去两个季度或更早之前发布的器件，他们还将会补充当时没有提供的规格细节。

　　附文：单值悖论
　　单值规格对多参数现象的有限用途会随着模拟域中的某些规律性而增加，高速转换器也不例外（参考文献 A）。有些 OEM 设计商需要规格有保证、价格有竞争力的部件，而有些热心支持客户的转换器制造商所做的参数测试已经占了 IC 的出厂总成本的很大一部分，对于这些设计商和制造商，这个问题有些自相矛盾。例如，时钟速率、输入频率和工作温度是影响转换器性能的三个参数。从这个角度而言，单值 ENOB（有效比特数）规格尽管由于简单而具有吸引力，但包含的信息不太可能像你希望的那样多，除非限定信号和工作条件的各项标准强有力地指导你的应用。

　　芯片制造商早就在利用特性曲线来补充他们的规格表，这些曲线通常代表从一次性 α测试所收集的数据的统计平均值。持续进行的工艺监视和成品率优化往往会使关键参数处于中心位置，并伴随得到良好控制的分布，因此这些数据的有效寿命超过了作为它们基础的晶圆。另外，一些制造商提供参数分布柱状图，它们帮助描绘典型性能和规格表最大值及最小值之间的关系。在针对多参数措施进行特性曲线的解释时，有一个难题是它们只提供器件性能的二维片段，因此你不得不估计3个或更多参数维数度中的拐角大小。
　　对于高速 ADC，最不直观的关系包括噪声特性、失真特性和寄生特性，它们是时钟速率和输入频率的函数。因此，应寻找那些试图用图形来澄清这些复杂关系的制造商，这是值得注意的事情。Texas Instruments 公司在 ADS5500 转换器（14 比特、125MS/s）的数据表中就是这么做的（图 A）。

图A，TI公司ADS5500的SNR(a)、无寄生动态范围（b）及二次谐波失真与取样率和输入频率之间的函数关系曲线，显示了转换器性能与信号传输条件之间的复杂关系。（TI供稿）
　　参考文献
　　A. Israelsohn, Joshua, "Click picks," EDN, May 1, 2003, pg 67.


　　参考文献
　　1. Israelsohn, Joshua, "Blindingly fast ADCs," EDN, May 10, 2001, pg 53.
　　2. Israelsohn, Joshua, "Noise 102," EDN, March 18, 2004,

《高速ADC：防止前端冲突(第4页)》