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          微電子所成功研制30Gsps超高速數(shù)據(jù)轉換器

          作者: 時間:2016-05-11 來源:中國科學院 收藏

            超高速模擬數(shù)字轉換器(ADC)和數(shù)字模擬轉換器(DAC)是下一代光通信及無線寬帶領域的核心芯片,在大數(shù)據(jù)中心、以太網(wǎng)光互聯(lián)、短距離互聯(lián)通訊等領域有著廣泛應用。美、日等國自上世紀60、70年代起始終占據(jù)該領域的技術最高點。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201605/290958.htm

            中國科學院微電子研究所于2006年在研究員劉新宇帶領下成立了超高速數(shù)?;旌想娐费邪l(fā)團隊,以實現(xiàn)AD/DA研制的整體跨越為目標。經過近10年的技術積累,團隊在超高速ADC/DAC的設計方法、理論分析方法以及封裝測試等方面積累了豐富的研究經驗,在國內外一流學術刊物上發(fā)表了20多篇學術論文,申請了20余項發(fā)明專利,建立起了通用采樣率為Gsps的數(shù)模混合電路的設計分析和測試評估平臺。

            在國家“863”項目的支持下,該團隊的研究工作取得了突破性進展,成功研制出超高采樣率、寬頻帶的30Gsps 6bit ADC/DAC芯片,大大縮短了與先進國家的技術差距,為我國在該領域擺脫國外技術壁壘限制增加了關鍵性的籌碼,對下游產業(yè)的發(fā)展起到了極大的促進作用。該芯片的使用簡單靈活,可實現(xiàn)并行多波段/多波束運行,并可提供較高的動態(tài)范圍。目前,該芯片已在武漢郵電科學院構建的1Tb/s相干光OFDM傳輸驗證平臺上實現(xiàn)應用驗證。

            30Gsps 6bit ADC芯片面積為3.9mm x 3.3mm ,采用4路交織技術,子ADC采用自主創(chuàng)新的折疊內插架構。芯片內部集成三項誤差校準電路,通過與FPGA配合可實現(xiàn)通道之間的自動校準。芯片輸出采用24路高速串行數(shù)據(jù)接口,支持在30GSps采樣率下全速率輸出。芯片的最高采樣率為30Gsps,每秒可產生300億次模數(shù)轉換,總功耗為8W。該款芯片的-3dB帶寬為18GHz。在30Gsps采樣率下,低頻有效位達到5bit,高頻有效位大于3.5bit,無雜散動態(tài)范圍(SFDR)大于35dBc。

            30Gsps 6bit DAC的芯片面積為3mm x 2.8mm,采用了分段式電流舵DAC架構。該芯片集成24路高速串行數(shù)據(jù)接收器,以及4-1MUX高速電路,支持在30GSps采樣率下全速率輸出。該芯片還集成了占空比校正和延遲偏差校準電路。測試結果表明芯片在30Gsps 采樣率下工作時,低頻無雜散動態(tài)范圍(SFDR)達到44dBc,在第一奈奎斯特區(qū)內SFDR大于28.5dBc。芯片總功耗6.2W。

            

           

            

           

            圖1. 30Gsps 6bit ADC的實物照片和高頻測試結果

            

           

            

           

            圖2. 30Gsps 6bit DAC的實物照片和SFDR測試結果



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