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微电子所成功研制30Gsps超高速数据转换器
2016-05-09 | 编辑:  高频高压中心 侯继强 | 【 【打印】【关闭】
 

  超高速模拟数字转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC)是下一代光通信及无线宽带领域的核心芯片,在大数据中心、以太网光互联、短距离互联通讯等领域有着广泛应用。美、日等国自上世纪6070年代起始终占据该领域的技术最高点。 

  微电子所于2006年在刘新宇研究员带领下成立了超高速数模混合电路研发团队,以实现AD/DA研制的整体跨越为目标。经过近10年的技术积累,团队在超高速ADC/DAC的设计方法、理论分析方法以及封装测试等方面积累了丰富的研究经验,在国内外一流学术刊物上发表了20多篇学术论文,申请了20余项发明专利,建立起了通用采样率为Gsps的数模混合电路的设计分析和测试评估平台。 

  在国家“863”项目的支持下,团队的研究工作取得了突破性进展,成功研制出超高采样率、宽频带的30Gsps 6bit ADC/DAC芯片,大大缩短了与先进国家的技术差距,为我国在该领域摆脱国外技术壁垒限制增加了关键性的筹码,对下游产业的发展起到了极大的促进作用。该芯片的使用简单灵活,可实现并行多波段/多波束运行,并可提供较高的动态范围。目前,该芯片已在武汉邮电科学院构建的1Tb/s相干光OFDM传输验证平台上实现应用验证。 

 

  1. 30Gsps 6bit ADC的实物照片和高频测试结果 

  30Gsps 6bit ADC芯片面积为3.9mm x 3.3mm ,采用4路交织技术,子ADC采用自主创新的折叠内插架构。芯片内部集成三项误差校准电路,通过与FPGA配合可实现通道之间的自动校准。芯片输出采用24路高速串行数据接口,支持在30GSps采样率下全速率输出。芯片的最高采样率为30Gsps,每秒可产生300亿次模数转换,总功耗为8W。该款芯片的-3dB带宽为18GHz。在30Gsps采样率下,低频有效位达到5bit ,高频有效位大于3.5bit ,无杂散动态范围(SFDR)大于35dBc 

 

  2. 30Gsps 6bit DAC的实物照片和SFDR测试结果 

  30Gsps 6bit DAC的芯片面积为3mm x 2.8mm,采用了分段式电流舵DAC架构。该芯片集成24路高速串行数据接收器,以及4-1MUX高速电路,支持在30GSps采样率下全速率输出。该芯片还集成了占空比校正和延迟偏差校准电路。测试结果表明芯片在30Gsps 采样率下工作时,低频无杂散动态范围(SFDR)达到44dBc,在第一奈奎斯特区内SFDR大于28.5dBc。芯片总功耗6.2W 

 

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