About / Advertise
Sicons AD-omvandlararkitektur skiljer sig från mängden. Den är parallell, enkel, ovanligt digital och extremt flexibel.
– Vanligen delar man in AD-omvandlare i tre huvudarkitekturer, SAR, pipeline och flash. Av dessa är SAR den mest effektiva om man tittar på energiförbrukning och yta. Det går ju bara åt en komparator, en DAC och lite digitallogik, säger Rolf Sundblad, utvecklingsansvarig på Sicon. SAR, eller Successive Approximation Register, är också den arkitektur som Sicon valt att utgå ifrån. Men för att få en snabb arkitektur har företaget utvecklat en teknik som gör att flera omvandlare kan parallellkopplas och klockas samtidigt. Dagens AD-omvandlare från Sicon jobbar med 14 parallella omvandlare per kanal.
– Det som främst skiljer vår arkitektur mot andra är att vi använder coarse och fine, vilket är ovanligt i SAR. Dessutom har vi en väldigt okonventionell och enkel DAC-arkitektur, säger Rolf Sundblad.
Coarse och fine betyder att man delar upp varje omvandlare i två delar, där den ena tar hand om de mest signifikanta bitarna och den andra de minst signifikanta. I en 10 bitars omvandlare innebär det vanligtvis att de två delarna tar hand om 5 bitar var.
DA-omvandlaren som Sicon utvecklat är finurlig. Den består av flera analoga multiplexerare som kopplar in ett antal referensspänningar. En bit i taget omvandlas och multiplexeraren väljer den spänning som passar bäst. I Sicons 10-bitars omvandlare använder man 32 (25) referensspänningar till de olika coarse-blocken och lika många till fine-blocken.
Traditionellt talar man om tre utmaningar vid tidsinterleaving: förstärkning, matchning och offset.
– Tidsinterleaving är svårt och de som försökt tidigare med en SAR-arkitektur har fastnat i matchningsproblem. Att matcha förstärkningen anses som det svåraste idag. Förr var timingen det svåraste.
Men eftersom alla parallellkopplade AD-omvadlare i Sicons arkitektur har tillgång till samma referens får man en perfekt matchning av förstärkningen. Timingen har man tagit hand om genom en egenutvecklad patenterad track-and-hold-arkitektur.
– Där vill jag påstå att vi lyckats väldigt bra. I dag har vi inga problem med timing, men i nästa generation kan det bli det eftersom vi vill gå upp i samplingshastighet, därför har vi utvecklat en bättre track-and-hold-arkitektur. Offseten jobbar vi också med. Den tar vi hand om i den digitala domänen och det är väldigt enkelt, man mäter bara och subtraherar, säger Rolf Sundblad.
En spännande detalj är också att arkitekturen är väldigt flexibel. Att antalet parallellkopplade omvandlare ska vara just 14 är inget som är skrivet i sten.
– Nej, det finns många vägar att gå. Man skulle kunna välja att bara ta bort hälften av omvandlarna och få en omvandlare som går med halva takten och halva effekten. Man kan också tänka sig att stänga av kanaler för att spara ström eller varför inte bygga in ännu fler parallellkopplade omvandlare, säger Rolf Sundblad.
Läs även:
Svensk AD-omvandling utmanar världstoppen
