高速ADC技术

需求的背景和应用场景

在当今高速发展的数字化时代，高速数据转换技术成为连接现实世界与数字世界的桥梁，尤其在通信、雷达、测试测量、医疗成像等高端应用领域，高速模数转换器（ADC）作为模拟信号与数字信号转换的关键器件，其性能直接影响着整个系统的处理能力和数据精度。随着5G通信、物联网、大数据等技术的蓬勃发展，对数据采集的速度、精度和效率提出了更高要求。当前市场上，虽然国际大厂能够提供高性能的高速ADC产品，但基于供应链安全、成本控制及自主可控的战略考虑，国内对于基于国内商用工艺平台的高速ADC产品需求迫切。特别是在需要高速率、高精度数据转换的场景下，如高速通信基站、高精度测量仪器、医疗超声设备、高端监控摄像头等，一款输出速率达到10GSPS（每秒千兆次采样），且具有12bit高精度的高速ADC产品，将极大提升系统性能，满足行业对高效、精准数据处理的迫切需求。

要解决的关键技术问题

• 高速采样与高精度量化：需在国内商用工艺平台上，通过优化电路设计，实现10GSPS的超高速采样率，同时保证12bit的高精度量化，这对电路的设计、布局布线以及噪声控制提出了极高要求。
• 单电源电压供电：为了简化电源管理，提高系统集成度，要求ADC采用单电源电压供电，这需要在电路设计中考虑低功耗设计与电源管理策略，确保在单一电源下稳定工作且性能不受影响。
• JESD204B/C接口：采用JESD204B/C（JEDEC Standard for Serializer/Deserializer Interfaces for High-Speed ADCs）接口标准，以实现高速数据传输，这要求设计团队熟悉该接口协议，确保数据的高速、准确传输。
• 低噪声密度与高交调IMD3抑制：为了在高速采样下保持信号质量，需设计低噪声密度的前端电路，并有效抑制三次交调失真（IMD3），这对电路设计中的噪声抑制技术和非线性优化提出了挑战。
• 低总谐波失真：确保ADC输出信号的总谐波失真保持在较低水平，以保证信号处理的准确性和保真度，这需要对整个信号链路进行精细的谐波分析与优化。

效果要求

• 技术创新：通过自主研发，打破国际技术壁垒，实现国内首款基于商用工艺平台的高速高精度ADC产品，提升我国在集成电路领域的核心竞争力。
• 性能优越：产品需达到或超越国际同类产品水平，特别是在速率、精度、噪声性能、交调抑制等方面，满足高端应用场景的严苛要求。
• 成本效益：利用国内资源，优化生产流程，降低成本，提高性价比，为市场提供更具竞争力的解决方案。
• 自主可控：实现核心技术自主可控，保障供应链安全，为国家信息安全和战略新兴产业发展提供坚实支撑。
• 生态构建：通过该技术产品的研发与推广，促进国内集成电路产业链上下游企业的协同发展，加速构建完善的国产高速数据转换技术生态体系。