Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit innovativen Mixed-Signal-Schaltungen neue Leistungsmarken in Standard-CMOS-Technik

10.02.2005


Schlüsselkomponenten für Kommunikationsprodukte deutlich verbessert


Auf der IEEE International Solid-State Circuits Conference 2005 in San Francisco (6. -10. Februar 2005) präsentierte Infineon Technologies AG in mehreren technischen Vorträgen zukunftsweisende Ergebnisse aus seinen Forschungslabors. In zwei Präsentationen wurden innovative Schaltungsentwicklungen aus dem Development Center in Villach vorgestellt, die modernste D/A- und A/D-Umsetzer für anspruchsvolle drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsaufgaben der nächsten Produktgeneration mit hoher Bandbreite beschreiben.

"Die auf der ISSCC 2005 präsentierten Vorträge unterstreichen einmal mehr die technologisch führende Stellung von Infineon bei der Weiterentwicklung von Schlüsselkomponenten für Kommunikationslösungen der Zukunft", sagte Manfred Haas, Leiter des Infineon Development Center in Villach. "Die neuen Schaltungskonzepte erweitern die bisherigen Leistungsgrenzen für Standard-CMOS-Bauelemente und ermöglichen es uns schnelle und stromsparende Chips auf bewährten und kostengünstigen Prozessen zu fertigen. Diese innovativen Schaltungskonzepte werden auch den Anforderungen an geringen Stromverbrauch und stark steigende Datenaufkommen künftiger Produktgenerationen für Kommunikationsanwendungen gerecht."


Speziell für VDSL(Very High Data Rate Digital Subscriber Line)-Systeme der nächsten Generation wurde ein innovativer 12-bit-D/A-Umsetzer entwickelt. VDSL erfordert eine sehr hohe digitale Auflösung (12 bit) bei zugleich hoher analoger Bandbreite (z.B. 30 MHz). Infineon hat hierfür einen vollständig integrierten, breitbandigen Delta-Sigma-D/A-Umsetzer entwickelt. Eine neuartige Schaltungsarchitektur (Time-interleaved Double-Data-Weighted-Averaging) ermöglicht die effiziente Implementierung in kostengünstiger 130-nm-Standard-CMOS-Technologie mit 1,5-V-Versorgungsspannung. Die Leistungsaufnahme beträgt nur 45 mW und damit etwa 50 Prozent weniger als bei herkömmlichen D/A-Wandlern.

Durch Überabtastung und spektrale Formung der Rauschleistung wird bei dem neuen D/A-Wandler die hohe Auflösung von 12 bit erreicht, bei einer entsprechenden Signalbandbreite von 30 MHz. Die Überabtastung konnte auf einem sehr niedrigen Faktor (Oversampling-Rate = 6) gehalten und so die Leistungsaufnahme drastisch reduziert werden. Moderne CMOS-Technologien bieten sehr kleine Versorgungsspannungen, was allerdings die erzielbare Signalamplitude senkt und eine besondere Herausforderung für die Entwicklung von derartigen D/A-Wandlern darstellt. Die Infineon-Lösung basiert auf einer optimierten Schaltungstechnik, die die Signalamplitude trotz geringer Versorgungsspannung maximiert. So können breitbandige Signale (30 MHz) mit hoher Linearität (76 dB) verarbeitet werden.

Für die mobile Kommunikation stellte Infineon einen innovativen Delta-Sigma-A/D-Umsetzer in 130-nm-CMOS-Technologie vor. Neben einer hohen Überabtastung wird auch die vorhandene Rauschleistung spektral geformt, sodass eine hohe Auflösung von 74 dB (12,5 bit) mit einer entsprechenden Signalbandbreite von 2 MHz erzielt wird. Der hoch auflösende A/D-Umsetzer zielt auf Anwendungen im Empfangsteil von Mobilfunkgeräten. Mit dem Bestreben, möglichst viele bisher analog ausgeführte Funktionsblöcke durch digitale Schaltungen zu ersetzen (z. B. Kanalfilter, Vorverstärker), steigen die Anforderungen an die Qualität des A/D-Wandlers, während gleichzeitig die Verlustleistung reduziert werden soll.

Während die erforderliche Leistungssteigerung in den vergangenen Jahren im Wesentlichen durch neue, schnellere Prozesstechnologien erzielt wurde, erreichten die Infineon-Forscher durch eine neuartige Schaltungsarchitektur mit einem Standard-CMOS-Prozess einen deutlichen Performancegewinn bei gleichzeitiger Reduzierung der Verlustleistung. Die Verlustleistung des A/D-Wandlers beträgt nur 3 mW bei 1,5-V-Versorgungsspannung und einer Taktfrequenz von 104 MHz. Damit konnte die Leistungsaufnahme dieser innovativen Schaltung im Vergleich zu herkömmlichen A/D-Umsetzern (4-bit-Flash-ADC) auf 20 Prozent gesenkt werden. Durch die Entwicklung spezieller stromsparender Quantisierer auf Basis dieses neuen A/D-Wandlers können nun längere Gesprächszeiten für Mobiltelefone erreicht werden.

Reiner Schoenrock | Infineon Media Relations
Weitere Informationen:
http://www.infineon.com

Weitere Berichte zu: A/D-Wandler Leistungsaufnahme MHz Verlustleistung Überabtastung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Ein stabiles magnetisches Bit aus drei Atomen
21.09.2017 | Sonderforschungsbereich 668

nachricht Drohnen sehen auch im Dunkeln
20.09.2017 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften