英飛凌研制出創(chuàng)新混合信號電路

在舊金山召開的2005年IEEE國際固態(tài)電路會議上，英飛凌科技公司舉辦了多個技術講座，介紹其研發(fā)實驗室的最新技術成果，并舉行了兩次演講，專門介紹其位于奧地利菲拉赫的研發(fā)中心研制出的兩個創(chuàng)新電路。這些研究成果包括高性能數(shù)模轉換器和模數(shù)轉換器，適用于要求苛刻的新一代高帶寬產(chǎn)品的固線和無線通信功能。

“我們在2005年ISSCC上做的演講又一次顯示了英飛凌公司在開發(fā)面向新一代通信解決方案的電路元件方面的技術領袖地位，”位于菲拉赫的英飛凌研發(fā)中心主任Manfred Haas指出，“這個全新電路設計突破了標準CMOS組件的性能限制，使我們能夠利用成熟、經(jīng)濟的生產(chǎn)工藝來制造高速低功耗芯片。這些創(chuàng)新電路設計也滿足了未來的通信產(chǎn)品在功耗和大量數(shù)據(jù)處理能力等方面的要求。”

特別針對下一代VDSL（甚高速率數(shù)字用戶線）系統(tǒng)開發(fā)了超高性能12位數(shù)模轉換器。VDSL要求極高的分辨率（12位）和高模擬帶寬（如，30MHz以上）。為此，英飛凌公司開發(fā)了一個全面集成的寬帶多位Delta-Sigma結構數(shù)模轉換器。基于新型電路架構（時間交織雙數(shù)據(jù)加權平均），可利用低成本的0.13微米標準CMOS工藝，高效地生產(chǎn)這個電源電壓為1.5V的轉換器。該轉換器的功耗僅為45mW，相當于常規(guī)數(shù)模轉換器的50％。

借助過采樣技術和噪聲功率頻譜成形技術，新的數(shù)模轉換器能夠在相應的信號頻率范圍（30MHz）內(nèi)，實現(xiàn)12位高分辨率。此外，它還可保持極低的過采樣系數(shù)（過采樣率為6），從而為大幅度降低功耗提供了基礎。現(xiàn)代CMOS技術僅需極低的電源電壓，但這也降低了能夠實現(xiàn)的信號振幅，并且使得進一步發(fā)展這種類型的數(shù)模轉換器變得十分困難。英飛凌的解決方案基于一種優(yōu)化電路技術，可最大限度地增強信號振幅，而不受低電源電壓的影響。從而能夠以較高線性度（76dB）處理寬帶信號（30MHz）。

面向移動通信應用，英飛凌推出了一個以0.13微米CMOS工藝制造的超高效率多位Delta-Sigma結構模數(shù)轉換器。該產(chǎn)品也同時具備高度過采樣技術和噪聲功率頻譜成形技術，因此能夠以相應的信號帶寬（2MHz），實現(xiàn)74dB（12.5位）高分辨率。這個高分辨率模數(shù)轉換器適用于在移動通信裝置所采用的接收器中部署應用。目前，正在研究如何利用數(shù)字電路（如信道濾波器或前置放大器）來替換盡可能多的至今仍基于模擬技術的功能模塊。這會提高模數(shù)轉換器的質(zhì)量要求，但功耗也將降低。

近年來，通過實現(xiàn)速度更快的新型工藝，模數(shù)轉換器的性能已得到大幅提升，能夠滿足要求。然而，如今英飛凌的研發(fā)人員已在標準CMOS工藝的基礎上部署了一種新型電路架構，能夠在顯著提高性能的同時降低功耗。當電源電壓為1.5V，時鐘頻率為104MHz時，該模數(shù)轉換器的功耗為3mW。因此，這些創(chuàng)新電路的功耗比常規(guī)模數(shù)轉換器（4位閃存模數(shù)轉換器）的功耗要求降低了20％。基于這種新型模數(shù)轉換器而開發(fā)的低功耗數(shù)字轉換器還能夠延長手機的通話時間。