[Производство и разработка электроники, Электроника для начинающих, Data Engineering] E2V: Впереди планеты всей. АЦП/ЦАП гигагерцового диапазона
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Развитие электроники идет по нескольким направлениям. Одно из них - увеличение рабочих частот. И если лет 10-15 назад АЦП/ЦАП можно было встретить лишь в трактах ПЧ, то сейчас возможно производить прямую оцифровку СВЧ сигналов до 4 ГГц, а их прямой синтез - до 24 ГГц. Одним из бесспорных лидеров рынка в этом сегменте является подразделение компании Teledyne E2V, которая успешно конкурирует с аналогичными продуктами компаний Analog Devices и Texas Instruments.Подразделение Teledyne E2V производящее АЦП/ЦАП располагается в Grenoble, France. Как известно, для поставки высокотехнологичных микросхем как правило нужна лицензия. АЦП/ЦАП тут не исключение, хотя некоторые 8-ми / 10-ти битные модели поставляются и без нее. В любом случае, получить европейскую лицензию обычно существенно легче, нежели американскую. Рассмотрим же ряд иноваций и применений для продуктов этой компании.1. Одно ядро - значит одно ядро !Одним из способов увеличения скорости работы АЦП является чередование каналов (interleaving). Но, все в этой жизни имеет свою цену. Обычно это приводит к возникновению паразитных составляющих в спектре. Поэтому некоторые недобросовестные производители об этом умалчивают. Но это не Teledyne E2V !
Рис. 1 Паразитные составляющие при чередовании каналовВ ряде приложений это может не иметь большого значения. Но, например в радарных применениях эти паразитные составляющие обычно видны как мнимые цели, что критично.
Рис. 2 Мнимые цели2. Интерфейс ESIstreamЕго выгоды по сравнению с распространенным стандартом JESD204 показаны в таблице ниже. Таблица 1 Сравнение ESIstrem и JESD204ESIstreamJESD204ЭффективностьЗаголовки 12.5%Заголовки 25%Упрощенная реализацияСпецификация 10 страницСпецификация 160 страницТребуется логических элементов10008000Меньше задержка40 нс на весь линкЗависит от LMFC синхронизации. Может меняться при каждом включении питанияСинхронизациямедленная PRBSнужен внешний SYNCИсходный кодДоступен на esistream.comВ ряде случаев является интеллектуальной собственностью3. Последовательная синхронизацияДля работы скоростного АЦП обычно требуется два синхронных сигнала: тактовый, который нужен для работы ядра, и сигнал синхронизации, который нужен для УВХ. Одно это требует тщательного проектирования печатной платы (ПП) с учетом возникающих на ней задержек распространения. Представьте, насколько все усложняется в многоканальной системе, когда необходимо оцифровать синхронно несколько сигналов. Например в антенной фазовой решетке. Для этого случая комания Teledyne E2V вместо параллельных сигналов синхронизации использует специальную кодовую последовательность, которая передается последовательно от АЦП к АЦП и обеспечивает их синхронизацию, независимо от топологии ПП.
Рис. 3 Последовательная синхронизация4. Сколько бит выбрать, или коварный ENOBENOB -> (Effecive Number of Bits), или эффективное число бит, важный параметр АЦП, особенно на больших скоростях. Казалось бы, понятно что 12 лучше чем 10, а 10 чем 8. Но это не всегда так, особенно если сравнивать скоростные АЦП разных производителей. На рисунке ниже проведено сравнение ENOB от частоты для EV12AD550 (12 бит) и ADC12D1600 (12 бит). Условия сравнения строго говоря неизвестны, но, вполне возможна ситуация, когда ENOB у 12-ти битного АЦП будет как 10-ти битного или близко к нему. Что, вообще говоря, может быть обидно - стоят то они по разному.
Рис. 4 ENOB в зависимости от частоты5. О зонах Найквиста замолвите словоУ дискретных систем есть интересное свойство, а именно стробоскопический эффект, когда быстро меняющийся сигнал воспринимается как медленный. Все видели медленно вращающиеся блики на колесах автомобиля, или же почти застывшие лопасти вертолета на видеозаписи. Все дело в наложении частот, когда объект вращается почти кратно к частоте кадра. В случае с ЦАП, выходной сигнал можно сформировать таким образом, что он будет содержать гармоники порядка N. Лишь бы полоса выходного усилителя ЦАП позволяла, да стоял бы затем соответствующий фильтр. Понятно, что они будут меньше по амплитуде, но в ряде случаев ее вполне достаточно для прямого синеза СВЧ сигналов. Аж до 8-й зоны Найквиста, как говорит нам компания Teledyne E2V. Дело в том, что выход ЦАП может работать в 4-х различных режимах: NRZ, когда выходное напряжение меняется только в момент смены состояния; RTZ, когда генерируется однополярный короткий импульс заданной амплитуды; NRTZ- по сути рзновидность предыдущего и RF, когда генерируется пара коротких разнополярных импульсов заданной ЦАП амплитуды. При этом зоны Найквиста, как мы видим, распределяются по разному.
Рис. 5 Зоны НайквистаНиже приведен спектр сигнала около 12 ГГц, полученный данным способом. Его SFDR около 50 дБн - вполне достаточно для многих применений.
Рис. 6 Сигнал 12 ГГцАналогичный подход можно использовать и при приеме, для синусоидальных или же повторяющихся импульсных сигналов, даже при больших значениях N.6. Прямое преобразование внизПример такого преобразования из 2-й зоны Найквиста показан на рисунке ниже.
Рис. 7 Прямое преобразование вниз для L-диапазона7. ОтладкиПока еще гигагерцовые АЦП/ЦАП удовольствие не дешевое. Помимо сложной обвязки, как правило их использование подразумевает совместную работу с высокопроизводительными цифровыми системами SOC/FPGA. Например, такими как Altera, Xilinx или Lattice. Для облегчения жизни разработчикам, и получения быстрого результата Teledyne E2V предлагает уже готовые демо-киты. Выглядят они, прямо скажем, несколько фантастично. Стоят наверно тоже. Хотя по любому видимо это будет дешевле, нежели сваять самому.
Рис. 8 Демо-кит FPGA Board EV12AD600За сим желаю всем доброго здравия, и успешного применения гигагерцовых АЦП/ЦАП в своих проектах.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Информационная безопасность, Хранение данных, Хранилища данных, Data Engineering] Как токенизация упрощает работу с чувствительными данными
- [Разработка для интернета вещей, Производство и разработка электроники, Компьютерное железо, DIY или Сделай сам] Пайка, C++, светодиоды — часовой стрим Геннадия «Крэйла» Круглова
- [Беспроводные технологии, Производство и разработка электроники, Офисы IT-компаний, Финансы в IT, IT-компании] Apple построит в Мюнхене центр по разработке чипов для 5G
- [Big Data, Data Engineering] Avito Analytics meetup: продуктовая разработка, поиск точек роста и быстрые настройки
- [Высокая производительность, Алгоритмы, Беспроводные технологии, Разработка робототехники, Производство и разработка электроники] Viomi SE: «Покофон» из мира роботов-пылесосов
- [Законодательство в IT, Производство и разработка электроники, Гаджеты, Смартфоны, IT-компании] Apple запускает сборку iPhone 12 в Индии
- [Производство и разработка электроники, Процессоры, IT-компании] Легким движением руки MIPS Technologies превращается… в RISC-V
- [CAD/CAM, Производство и разработка электроники] Новый схемный редактор Cadence System Capture
- [Программирование, Развитие стартапа, Производство и разработка электроники, Гаджеты, DIY или Сделай сам] Как я делаю цифровую минигитару. Часть 2
- [Python, SQL, Big Data, SQLite, Data Engineering] PySpark. Решаем задачу на поиск сессий
Теги для поиска: #_proizvodstvo_i_razrabotka_elektroniki (Производство и разработка электроники), #_elektronika_dlja_nachinajuschih (Электроника для начинающих), #_data_engineering, #_uwb, #_jesd204, #_esistream, #_direct_conversion, #_rf_adc, #_rf_dac, #_high_speed, #_atsp (ацп), #_tsap (цап), #_proizvodstvo_i_razrabotka_elektroniki (
Производство и разработка электроники
), #_elektronika_dlja_nachinajuschih (
Электроника для начинающих
), #_data_engineering
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 20:21
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
Развитие электроники идет по нескольким направлениям. Одно из них - увеличение рабочих частот. И если лет 10-15 назад АЦП/ЦАП можно было встретить лишь в трактах ПЧ, то сейчас возможно производить прямую оцифровку СВЧ сигналов до 4 ГГц, а их прямой синтез - до 24 ГГц. Одним из бесспорных лидеров рынка в этом сегменте является подразделение компании Teledyne E2V, которая успешно конкурирует с аналогичными продуктами компаний Analog Devices и Texas Instruments.Подразделение Teledyne E2V производящее АЦП/ЦАП располагается в Grenoble, France. Как известно, для поставки высокотехнологичных микросхем как правило нужна лицензия. АЦП/ЦАП тут не исключение, хотя некоторые 8-ми / 10-ти битные модели поставляются и без нее. В любом случае, получить европейскую лицензию обычно существенно легче, нежели американскую. Рассмотрим же ряд иноваций и применений для продуктов этой компании.1. Одно ядро - значит одно ядро !Одним из способов увеличения скорости работы АЦП является чередование каналов (interleaving). Но, все в этой жизни имеет свою цену. Обычно это приводит к возникновению паразитных составляющих в спектре. Поэтому некоторые недобросовестные производители об этом умалчивают. Но это не Teledyne E2V !  Рис. 1 Паразитные составляющие при чередовании каналовВ ряде приложений это может не иметь большого значения. Но, например в радарных применениях эти паразитные составляющие обычно видны как мнимые цели, что критично.  Рис. 2 Мнимые цели2. Интерфейс ESIstreamЕго выгоды по сравнению с распространенным стандартом JESD204 показаны в таблице ниже. Таблица 1 Сравнение ESIstrem и JESD204ESIstreamJESD204ЭффективностьЗаголовки 12.5%Заголовки 25%Упрощенная реализацияСпецификация 10 страницСпецификация 160 страницТребуется логических элементов10008000Меньше задержка40 нс на весь линкЗависит от LMFC синхронизации. Может меняться при каждом включении питанияСинхронизациямедленная PRBSнужен внешний SYNCИсходный кодДоступен на esistream.comВ ряде случаев является интеллектуальной собственностью3. Последовательная синхронизацияДля работы скоростного АЦП обычно требуется два синхронных сигнала: тактовый, который нужен для работы ядра, и сигнал синхронизации, который нужен для УВХ. Одно это требует тщательного проектирования печатной платы (ПП) с учетом возникающих на ней задержек распространения. Представьте, насколько все усложняется в многоканальной системе, когда необходимо оцифровать синхронно несколько сигналов. Например в антенной фазовой решетке. Для этого случая комания Teledyne E2V вместо параллельных сигналов синхронизации использует специальную кодовую последовательность, которая передается последовательно от АЦП к АЦП и обеспечивает их синхронизацию, независимо от топологии ПП.  Рис. 3 Последовательная синхронизация4. Сколько бит выбрать, или коварный ENOBENOB -> (Effecive Number of Bits), или эффективное число бит, важный параметр АЦП, особенно на больших скоростях. Казалось бы, понятно что 12 лучше чем 10, а 10 чем 8. Но это не всегда так, особенно если сравнивать скоростные АЦП разных производителей. На рисунке ниже проведено сравнение ENOB от частоты для EV12AD550 (12 бит) и ADC12D1600 (12 бит). Условия сравнения строго говоря неизвестны, но, вполне возможна ситуация, когда ENOB у 12-ти битного АЦП будет как 10-ти битного или близко к нему. Что, вообще говоря, может быть обидно - стоят то они по разному.  Рис. 4 ENOB в зависимости от частоты5. О зонах Найквиста замолвите словоУ дискретных систем есть интересное свойство, а именно стробоскопический эффект, когда быстро меняющийся сигнал воспринимается как медленный. Все видели медленно вращающиеся блики на колесах автомобиля, или же почти застывшие лопасти вертолета на видеозаписи. Все дело в наложении частот, когда объект вращается почти кратно к частоте кадра. В случае с ЦАП, выходной сигнал можно сформировать таким образом, что он будет содержать гармоники порядка N. Лишь бы полоса выходного усилителя ЦАП позволяла, да стоял бы затем соответствующий фильтр. Понятно, что они будут меньше по амплитуде, но в ряде случаев ее вполне достаточно для прямого синеза СВЧ сигналов. Аж до 8-й зоны Найквиста, как говорит нам компания Teledyne E2V. Дело в том, что выход ЦАП может работать в 4-х различных режимах: NRZ, когда выходное напряжение меняется только в момент смены состояния; RTZ, когда генерируется однополярный короткий импульс заданной амплитуды; NRTZ- по сути рзновидность предыдущего и RF, когда генерируется пара коротких разнополярных импульсов заданной ЦАП амплитуды. При этом зоны Найквиста, как мы видим, распределяются по разному.  Рис. 5 Зоны НайквистаНиже приведен спектр сигнала около 12 ГГц, полученный данным способом. Его SFDR около 50 дБн - вполне достаточно для многих применений.  Рис. 6 Сигнал 12 ГГцАналогичный подход можно использовать и при приеме, для синусоидальных или же повторяющихся импульсных сигналов, даже при больших значениях N.6. Прямое преобразование внизПример такого преобразования из 2-й зоны Найквиста показан на рисунке ниже.  Рис. 7 Прямое преобразование вниз для L-диапазона7. ОтладкиПока еще гигагерцовые АЦП/ЦАП удовольствие не дешевое. Помимо сложной обвязки, как правило их использование подразумевает совместную работу с высокопроизводительными цифровыми системами SOC/FPGA. Например, такими как Altera, Xilinx или Lattice. Для облегчения жизни разработчикам, и получения быстрого результата Teledyne E2V предлагает уже готовые демо-киты. Выглядят они, прямо скажем, несколько фантастично. Стоят наверно тоже. Хотя по любому видимо это будет дешевле, нежели сваять самому.  Рис. 8 Демо-кит FPGA Board EV12AD600За сим желаю всем доброго здравия, и успешного применения гигагерцовых АЦП/ЦАП в своих проектах. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Производство и разработка электроники ), #_elektronika_dlja_nachinajuschih ( Электроника для начинающих ), #_data_engineering |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 20:21
Часовой пояс: UTC + 5