Couverture ElectroniqueS n°127

Texas Instruments lance un CAN permettant de numériser directement des signaux RF et IF jusqu’à 1 GHz, simplifiant d’autant l’étage de conversion radiofréquences. La radio logicielle (Software Defined Radio), vieux serpent de mer promettant la numérisation directe des signaux radiofréquences pour un traitement simplifié des liaisons sans fil, devient petit à petit une réalité. Le mérite en revient essentiellement aux fournisseurs de convertisseurs analogique-numérique rapides, éléments indispensables de la chaîne du traitement du signal – les convertisseurs numérique-analogique, eux, offrent déjà des vitesses de traitement compatibles avec le traitement direct de signaux numériques haut débit. Le lancement par Texas Instruments d’un CAN 12 bits 1 Géch/s constitue donc une avancée significative pour les concepteurs de stations de base (on passe par exemple le seuil des 900 MHz, bande de fréquences historique du standard GSM), de radars et de systèmes de test et mesure. BiCmos, SiGe et SOI à la rescousse Référencé ADS5400, ce circuit double d’un seul coup la bande passante numérisable par un seul convertisseur A/N, les références en la matière étant auparavant l’AD12401 (12 bits 400 Méch/s) d’Analog Devices, le KAD5512P-50 (12 bits 500 Méch/s) d’Intersil, l’ADC10D1500 (1,5 Géch/s mais sur 10 bits seulement) de National Semiconductor ou encore l’ADS5463 (12 bits, 500 à 550 Méch/s) de… Texas Instruments lui-même. Pour ce faire, l’ADS5400 bénéficie de la technologie BiCom3 du Texan, son process BiCmos qui mêle silicium-germanium (SiGe) et silicium sur isolant (SOI) et qui est dévolu à la fabrication de ses circuits analogiques et mixtes haut de gamme. Il est spécifié sur l’ensemble de la gamme de températures industrielle (- 40 °C à + 85 °C) et ses caractéristiques témoignent de ce positionnement haut de gamme. L’ADS5400 affiche notamment une bande passante de 2,1 GHz en entrée (d’où de larges possibilités de sous-échantillonnage) et un rapport signal sur bruit (SNR) et une marge dynamique (SFDR) de 59 dB et 75 dB respectivement dans la première bande de Nyquist et qui se maintiennent à 58 dB et 70 dB jusqu’à 1 GHz. Le nombre de bits effectifs (ENOB) atteint ainsi plus de 9,2 bits. Un tampon analogique empêche la commutation interne de troubler le signal d’entrée, tandis que les sorties sont formatées en LVDS, soit à plein débit sur un seul bus, soit sur deux bus opérant à une fréquence réduite de moitié, ce qui offre davantage de souplesse au concepteur ne souhaitant pas avoir à gérer des données numériques brutes cadencées à 1 GHz. Convertisseur analogique-numérique architecturé autour d’un pipeline à trois niveaux, l’ADS5400 consomme 2,15 W à plein régime, une énergie suffisamment modérée pour pouvoir être évacuée sans dissipateur par le boîtier TQFP PowerPAD de 16 x 16 mm. La possibilité d’ajuster finement le gain et le décalage en tension et en phase simplifie non seulement le traitement des signaux pour un seul convertisseur, mais aussi la cohabitation de plusieurs convertisseurs au sein d’un montage de numérisation à plusieurs gigahertz ou d’un récepteur I/Q. Bien évidemment, à ce niveau de performances, l’addition s’avère corsée : 775 dollars pièce par quantité de 100, la carte d’évaluation associée, référencée TSW1200EVM, étant, elle, facturée 1 299 dollars. Non content d’être le plus rapide de sa catégorie, ce CAN 12 bits bénéficie d’une mise en parallèle simplifiée pour la conception d’un étage de conversion sur plusieurs canaux et/ou plusieurs gigahertz. Offensive d’Analog Devices en CAN basse consommation Dépassé (temporairement ?) sur le créneau des CAN très haut débit, Analog Devices a choisi d’étoffer considérablement sa gamme de convertisseurs analogique-numérique faible consommation, aux volumes bien plus conséquents. L’Américain ne lance en effet pas moins de 26 modèles destinés notamment aux systèmes de communication, d’instrumentation et de santé, avec une préférence pour les appareils portables. Parmi cette multitude de nouveautés, on retiendra par exemple l’AD9269, un double CAN 16 bits 80 Méch/s qui intègre une correction d’erreur en quadrature et un bloc numérique de traitement d’offset, et ne consomme que 93 mW par canal à plein régime ; l’AD9265, un modèle 16 bits 125 Méch/s ne consommant que 370 mW et équipé d’un stabilisateur de cycle de fonctionnement qui réduit les variations d’horloge pour améliorer la précision en sortie ; ou encore l’AD9266, une version 16 bits 20 à 80 Méch/s encapsulé dans un boîtier miniature mesurant 5 x 5 mm seulement. Ces convertisseurs, et les 23 autres (qui démarrent avec un 10 bits 20 Méch/s) présentés par Analog Devices, sont d’ores et déjà en cours d’échantillonnage.

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