模擬與數(shù)字世界的翻譯官——模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)

-第71期-

現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)是模擬且連續(xù)的，如速度、溫度、空氣濕度、陽光、聲音等。而微處理器只能讀取由0和1組成的數(shù)字信號(hào)。我們需要一種芯片能將模擬值轉(zhuǎn)換成微處理器可讀取的數(shù)字信號(hào)，即模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)。ADC作為連接模擬和數(shù)字世界的接口，是信號(hào)鏈系統(tǒng)的重要組成部分之一，亦被稱作是模擬芯片的皇冠。

01

通信技術(shù)的演進(jìn)

在通信領(lǐng)域中，射頻功率放大器是能夠向天線提供足夠功率的放大電路。而在基站日常的運(yùn)行中，功率放大器消耗的電能可能占一半以上。隨著通信技術(shù)的演進(jìn)，對(duì)功率放大器的效率和線性化提出了更高的要求。因此基于環(huán)保和技術(shù)要求的考慮，對(duì)其工作狀態(tài)，包括電流，電壓和溫度的監(jiān)測(cè)和控制都及其重要。

02

ADC應(yīng)用場(chǎng)景

功率放大器的增益與漏極靜態(tài)電流大小成正相關(guān)，因此需要監(jiān)測(cè)和調(diào)整該漏極電流。通過調(diào)節(jié)柵極偏置電壓可以將該電流調(diào)整到合適值，從而提高功率放大器的整體性能以確保其工作在穩(wěn)定輸出的功率水平。

傳統(tǒng)控制柵極偏置電壓的一種方法是采用分立方案將電壓固定在最佳值。但由于環(huán)境變化，最佳值會(huì)發(fā)生波動(dòng)。所以更優(yōu)的方案是采用高分辨率DAC來動(dòng)態(tài)地控制該偏置電壓。

當(dāng)前功率放大器有著不同的晶體管技術(shù)，比如LDMOS晶體管需要正偏置電壓，GaN晶體管需要負(fù)偏置電壓。而系統(tǒng)設(shè)計(jì)中會(huì)使用多級(jí)的功率放大器，這就需要DAC實(shí)現(xiàn)多通道和雙極性的輸出。

綜上所示，對(duì)于多級(jí)功率放大器電路，需要通過ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和溫度傳感器來監(jiān)測(cè)漏極電流和功率放大器的溫度，反饋給系統(tǒng)控制端，再通過DAC來調(diào)整柵極偏置電壓，從而優(yōu)化功率放大器的效率和性能。

*矽力杰ADC系統(tǒng)應(yīng)用框圖

03

矽力杰ADC解決方案

矽力杰推出新一代集成多通道DAC和ADC芯片SQ82948, ADC采樣速率為250KSPS, 采樣位數(shù)為12位, 輸入范圍有0~2.5V和0~5V, 可通過軟件或者硬件觸發(fā)采樣，并且?guī)в锌?a href="http://ttokpm.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程的超范圍告警功能；DAC具有48個(gè)通道，可選擇不同的電壓范圍（-10~0V, -5~0V, 0~5V, 0~10V), 并且?guī)в凶詣?dòng)范圍檢測(cè)和短路保護(hù)功能。

SQ82948可適用于通信基站相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景。

SQ82948

48通道12位DAC

◆集成多通道ADC和DAC

◆DAC輸出短路保護(hù)功能

◆DAC輸出清零功能

◆DAC可輸出不同電壓范圍，適用于多種晶體管技術(shù)的偏置方案

◆ADC可通過軟件或硬件觸發(fā)采樣，具有超范圍告警功能

◆ADC直接采樣和自動(dòng)輪詢采樣

◆多個(gè)通用I/O口，具有告警輸入/輸出，ADC觸發(fā)，DAC清零等功能

◆集成溫度傳感器，具有過溫告警功能

◆支持1.65V到5.5V的SPI通信接口