Teledyne e2v、スプリアスを低減するIPにより広帯域ADCのダイナミックパフォーマンスをスピーディーに約10 dBFS改善

Teledyne e2v
2022年06月17日
13：18

ダイナミックパフォーマンスを直ちに向上

新しいデバイスオプション、EV12AQ600/605-ADX4ではADX4ライセンスキーによって、最大6.4 GS/s（シングルチャネルモード）稼働時のダイナミクスを向上。
ADX4はXilinx Kintex® Ultrascale™ FPGAsに対応するポストプロセシングアルゴリズムで、最大10 dBFSのダイナミックなスプリアスを低減（SFDR）、有効ビット数（分解能）を1ビット近く改善できるので、広帯域アプリケーションに最適です。
タイムインターリーブ方式は、サンプルレートをを向上する上で有効ですが、高分解能、広帯域では課題が存在します。

EV12AQ600/5は、設計不要でダイナミック特性の向上を即座に実現します。

フランス・グルノーブル - Media OutReach - 2022年6月17日 - Teledyne e2vは本日、EV12AQ600/5にTeledyneのグループ企業であるSP Devicesが開発した新たなポストプロセシングアルゴリズム、ADX4のライセンスキーを付加したモデルの供給を開始したことを発表します。スプリアス低減IPのADX4は、4個のADCコア間のゲイン、オフセット、位相のミスマッチに起因するスプリアス周波数成分をダイナミックに低減します。タイムインターリーブ方式はADCのサンプリングレートを向上させる手法として定評があります。しかし一方で、特に分解能が10ビットを超える場合や広帯域アプリケーションにおいては、ADCコア間の特性の違いに起因するスプリアス成分が問題になり、これをキャリブレーションにより回避するのは困難です。

EV12AQ600/5では4コアのタイムインターリーブ方式を採用し、サンプルレートを1.6GS/sから6.4GS/sへと4倍に拡大します。しかしADCコア間のミスマッチエラーにより、スプリアスフリー性能が低下します。ADX4はスプリアスフリーダイナミックレンジ（SFDR）を最大10 dB向上させます。このメリットは特に広帯域アプリケーションで顕著で、ハードウェア設計に変更を加える必要がなく、オンデマンドで利用可能です。ADX4のコードモジュールをポストプロセシングFPGAに配置するのみです。変更は現場でのレトロフィッティングも可能です。

ADCタイムインターリーブについて

分解能の高いデータコンバーターの瞬時帯域幅は拡大し続けています。より高いサンプリングレートを実現するための理論的に単純な手法は、既存のコアにタイムインターリーブ方式を適用することです。複数のADCコアを共通のサンプルクロックの異なる位相で動作させ、より高いサンプル速度を実現します。サンプル速度の改善によってパフォーマンスが向上し、標準的なミックスドシグナルキャリブレーションと回路配置スキームにより、コア間マッチングが比較的容易に行える、8ビット程度までの分解能では優れた動作を発揮します。

10ビット以上の分解能で特にギガヘルツ帯で動作する場合、マッチングが困難になります。その結果、サンプリングアーチファクトにより、ディストーションが発生し、ダイナミック性能も限定的となります。この高周波ミスマッチエラーはアナログ設計の領域では軽減が非常に困難です。6.4 GS/sのタイムインターリーブADCが3 GHzの入力信号で72 dBのSNR（理論的に最大12ビット）を実現するためには、コア間の位相整合は12 fs以上が必要です。

この20年でDSPリソースのコストが大幅に下がったおかげで、アルゴリズムを利用してスプリアスを低減することが経済的に実現可能となりました。高分解能の超高速ディジタイザーを開発するTeledyne SP Devicesは、数十年にわたり、様々な業界有数のディスクリートコンバーターにより蓄積した経験に基づく優れた軽減技術を有しています。

シングルポイントおよびマルチポイントキャリブレーションと異なり、ADX4のデジタル誤り訂正は周波数によりエラーが異なる場合でもスプリアスの抑制が可能です。結果として、不要なエリアシングスプリアスをノイズフロア以下に抑制します。

ADX4の実装

ADX4によりダイナミック特性を非常に容易に向上できます。EV12AQ600/5デバイスのADX4オプションを御指定頂き、Xilinx FPGAコードにADX4モジュールを追加するだけで作業は完了です。

ADX4の提供時期

本日より出荷を開始するADX4ライセンスキー付属EV12AQ600/5のオプションは以下のコンポーネント一覧をご覧ください。デュアルチャネルでの運用を検討されているお客様は、ADX2ライセンスキーのオプションの提供時期についてTeledyne e2vに直接お問い合わせください。

関連リンク

Teledyne e2v EV12AQ600/5-ADX4データシート
https://semiconductors.teledyneimaging.com/download/d571031b-2ed7-48e9-b188-a9a3970e8e12/
Teledyne e2v EV12AQ600/5製品ページ
https://semiconductors.teledyneimaging.com/en/newsroom/ev12aq605-the-optimized-version-of-ev12aq600-for-competitive-large-volume-applications
動画：タイムインターリーブ方式のEV12AQ600 ADCのミスマッチ誤り訂正について
https://www.youtube.com/watch?v=-881RgwzKHk&feature=youtu.be

Teledyne e2vについて

Teledyne e2vのイノベーションは、ヘルスケア、ライフサイエンス、宇宙、輸送、防衛、セキュリティ、産業用市場における発展をけん引しています。独自のアプローチで市場ニーズや用途ごとに直面する課題を正確に把握し、密接な連携を通じてお客様のシステムの価値を高める画期的な標準化製品やセミカスタム製品、完全カスタマイズソリューションを提供しています。

Teledyne SP Devicesについて

Teledyne SP Devicesは世界トップクラスのデータ収集モジュールおよび信号発生装置の設計及び製造を行っています。同社の製品は、特許取得済みのキャリブレーションロジック、最新のデータコンバーター、最先端のFPGA技術を活用し、高いサンプリングレートと分解能を比類のない水準で両立させています。さまざまな特定用途向けの機能や組み込み型のリアルタイム信号処理機能を備え、パフォーマンスのボトルネックの解消、市場投入までの期間の短縮、幅広いアプリケーション領域におけるシステムレベルの優位性をお客様が実現できるよう支援します。SP Devicesの製品はさまざまな業界で分析機器、リモートセンシング、理化学機器、医用画像処理などに利用されています。詳しくはSP Devicesのウェブサイト（ http://www.spdevices.com ）をご覧ください。