流水线型(Pipeline)ADC由于能够同时满足高精度和高采样率的需求,在高性能数据采集和仪器系统、医疗设备、通信测试设备、软件无线电等领域得到了广泛应用。高采样速率往往伴随着较高的功耗,而客户群体又对高速ADC的功耗较为敏感。首先,降低ADC功耗可以减少散热,降低系统功耗,提升可靠性(减缓失效)和降低成本(减少使用复杂的散热系统);其次,随着便携性电子设备的普及,更长的设备续航时间也是工业、医疗和通信等领域的迫切需求。
士模推出业界极低功耗14位250MSPS Pipeline ADC CM3432,可在全信号带宽内实现超低功耗及优异性能。CM3432采用士模原创的高可靠性环形放大器(Robust Ring-Amp)技术,相比国际竞品可节省60%的功耗。低功耗与高性能的完美结合,不仅能使测量测试以及通信等应用具备宽带宽与高灵敏度,同时还能实现更高的效率和密度。
产品亮点
CM3432是一款低功耗、高速、14位集成双通道Pipeline ADC,采样率最高达250MSPS。
- 采用原创的高可靠性环形放大器(Robust Ring-Amp)技术,在250MSPS采样率下每通道功耗仅为160mW,功耗较国际竞品AD9643降低60%,提供了行业领先的低功耗性能。同时保证高中频条件下优异的信噪比(SNR)和无杂散动态范围(SFDR),在185MHz输入信号频率条件下SNR为69.4dB,SFDR为80dB。
- 内置高精度、低温漂电压基准源,采用高线性度低噪声ADC前端采样电路、低抖动时钟分发电路以及数字校正功能。采用LVDS接口输出ADC的采样数据,同时也提供CMOS接口模式,兼顾高速和低功耗接口需求。
技术亮点
高可靠性环形放大器(Robust Ring-Amp)
CM3432采用Pipeline架构实现高速模拟信号转换。余差放大器是Pipeline ADC中最关键的模块,其精度直接决定了ADC的性能。传统余差放大器采用基于密勒补偿的多级运算放大器实现,存在功耗高、噪声大等问题。与传统的密勒补偿的运算放大器相比,环形放大器具有低功耗、低噪声的优点。
然而,早期的环形放大器结构存在稳定性问题,会给ADC产品工作的稳定性和可靠性埋下隐患。具体来说,环形放大器的稳定性由位于输出级的主极点决定。早期的环形放大器的主极点频率对工艺角、电源电压和环境温度(即Process,Voltage, Temperature,简称PVT)较为敏感,导致稳定性随PVT变化而恶化。
士模微电子提出了高可靠性环形放大器(Robust Ring-Amp)技术,解决了PVT稳定性这一技术难题,不仅实现了更低功耗的产品,同时保障了在工业环境下性能稳定。在相同精度和采样率条件下,CM3432仅为国际竞品AD9643功耗的40%,取得了极具竞争力的功耗优势。
可靠性设计
为满足工业客户对产品可靠性的高要求,在功能设计的同时,需要对潜在的失效模式及机理进行可靠性设计。以保护电路为例,CM3432采用对电源/地添加ESD保护二极管,实现对IO的ESD防护。对于部分高速高性能IO,通过ESD打压模型精确优化ESD保护二极管尺寸,实现AC性能和可靠性协同优化。对于部分敏感IO,在信号路径中增加串联电阻,以提高ESD能力。电源地之间添加Power Clamp以保障泄放通路,最终CDM为250V,HBM为1500V。
高速Pipeline ADC配套产品
基准源
- CM5102(竞品AD780/ADR431/ADR421),可以选择性输出2.5V和3V电压,最大温漂5ppm/℃,可以满足绝大多数场景。
- CM5415(竞品LT1021/ADR425/ADR435),高精密5V齐纳基准源,最大温漂5ppm/℃,保证了优异的噪声性能以及极低的温漂。
- CM5405(竞品LT1021/ADR4550),可以输出5V电压,最大温漂3ppm/℃,更能满足工业医疗等应用场景。
放大器
- CM4141(竞品AD8628),超低失调电压斩波轨到轨输入输出,可做基准源缓冲器。
- LDO
- CM614x(竞品LT1963),1.5A,低噪声,快速瞬态响应稳压器。
- CM6149(竞品LT3045),500mA, 超低噪声和PSRR。
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质量与服务
对高性能的极致追求也包含了对质量的严谨态度,只有精益求精的工匠精神才能做到两者的兼顾。为满足工业客户对产品一致性、稳定性和可靠性的高要求,士模已经建立整套从研发设计、实验室测试、批量生产验证测试到客户应用参考设计及支持、售后失效分析等产品全生命流程的支持和服务体系。
质量保障
- 产品质量:工程阶段/量产阶段/产品生命周期内均对产品的制成能力/SPC/PFMEA/Control Plan/变更管理有明确的管控要求及效果确认。
- 可靠性及失效分析:参考工规/车规的可靠性标准执行严苛的Qual及量产监控可靠性,具备失效分析流程及第三方合作的实验室。
- 售后质量:按照2485原则处理客户诉求及现场支持分析,建立可追溯性管理制度进行异常追踪及品质管理;遵循J-STD-046进行变更管理。
技术服务
- 系统解决方案:工业现场应用场景的多样化,对信号采集系统的要求也是多样的。士模FAE团队拥有一流的从原理图、PCB到嵌入式开发的技术背景,目前在北京、上海、苏州、武汉和深圳均有贴近客户的布局,可以和客户一起设计、验证和实现各种不同信号采集系统的解决方案。
- 全方位技术支持:发挥产品全正向设计的优势,依托扎根于国内市场的研发、AE和FAE团队,士模可以为客户提供一站式技术服务,及时解决客户在产品应用过程中的技术问题。
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士模微电子公司介绍
士模微电子由国际知名专家领衔,专注于工业级信号链芯片的设计和销售,以高性能ADC/DAC芯片为技术核心,产品线全面覆盖高性能ΔΣ/SAR/Pipeline ADC、DAC、放大器、基准和LDO,并已导入高铁、电力、工控、仪器仪表等领域头部客户。依托资深的研发、运营、质量、营销和客户支持团队,士模微电子坚持全正向设计并熟稔Foundry工艺,保障国产自主可控。
