微電子所研制成功10GHz 8-bit超高速DDS芯片

諸葛孔明

剛看到條中科院的新聞，不知道這個(gè)算不算很牛？

近日，中科院微電子所微波器件與集成電路研究室（四室）HBT超高速電路小組在劉新宇研究員和金智研究員的帶領(lǐng)下研制成功兩款基于1um GaAs HBT工藝的8-bit超高速直接數(shù)字頻率綜合器（Direct Digital frequency-Synthesizer, DDS）芯片DDS1和DDS2。

據(jù)測(cè)試結(jié)果表明，DDS1可在大于10GHz內(nèi)部時(shí)鐘頻率下正常工作，DC-5GHz輸出頻率范圍內(nèi)的無雜散動(dòng)態(tài)范圍為26dBc；DDS2可在大于5GHz內(nèi)部時(shí)鐘頻率下正常工作，DC-2.5GHz輸出頻率范圍內(nèi)的無雜散動(dòng)態(tài)范圍為45dBc。這兩款超高速DDS芯片的研制成功，不僅大大提升了國(guó)內(nèi)DDS電路的最高頻率，同時(shí)也顯示了其在當(dāng)前國(guó)際上GaAs HBT基DDS芯片時(shí)鐘頻率的最高水平。它們的成功實(shí)現(xiàn)充分展示了微電子所在超高速數(shù)模混合電路設(shè)計(jì)方向的強(qiáng)大實(shí)力。

DDS1電路中集成了約2000個(gè)GaAs HBT晶體管，芯片面積為2.4mm*2.0mm，如圖1所示。



圖1 DDS1芯片照片

在片測(cè)試結(jié)果表明，DDS1在外部輸入時(shí)鐘頻率為5GHz時(shí)正常工作，其內(nèi)部時(shí)鐘頻率為10GHz。在8-bit頻率控制字控制下，DDS1可以輸出頻率從直流到5GHz的正弦波形，頻率分辨率為19.5MHz，無雜散動(dòng)態(tài)范圍為26dBc，接近理論計(jì)算值30dBc。DDS1芯片工作電壓為-5.1V，工作電流為762mA，功耗為3.89W。由于采用了功耗冗余設(shè)計(jì)，DDS1芯片也可以在低功耗狀態(tài)下正常工作，工作電壓為-4.6V，工作電流為528mA，功耗為2.43W。如圖2所示。



圖2 頻率控制字為128時(shí)DDS1芯片的輸出波形（5GHz正弦波）

DDS2電路中集成了約2000個(gè)GaAs HBT晶體管，芯片面積為2.4mm*2.0mm，如圖3所示。



圖3 DDS2芯片照片

在片測(cè)試結(jié)果表明，DDS2在時(shí)鐘頻率為5GHz時(shí)正常工作。在8-bit頻率控制字控制下，DDS2可以輸出頻率從直流到2.5GHz的正弦波形，頻率分辨率為19.5MHz，無雜散動(dòng)態(tài)范圍為45dBc，接近理論計(jì)算值48dBc。DDS2芯片工作電壓為-5.1V，工作電流為800mA，功耗為4W。如圖4所示。



圖4 頻率控制字為8時(shí)DDS2芯片的輸出波形（156MHz正弦波）


此兩款超高速DDS芯片的研制成功，大大提升了微電子所在超高速數(shù)模混合電路方面的科研實(shí)力，為今后研制更高性能的電路打下了堅(jiān)實(shí)的理論和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

老郭

看了沒人懂這個(gè)。

sherwin

除了芯片圖沒幾個(gè)人能看懂之外，其余的應(yīng)該都是電工的基本常識(shí)了。

不過有點(diǎn)懷疑這個(gè)結(jié)果，一則GaAs工藝的DDS好像最高只能做到2GHz左右；二則國(guó)內(nèi)的民工打磨技術(shù)太高超，很多時(shí)候都分辨不清究竟是真品還是打磨過的贗品，呵呵。

還是等待高手大俠們的更專業(yè)的分析吧，嘿嘿！  

xubin_hh

學(xué)習(xí)ing。。。

qaz85513

bdd

陳小東

這個(gè)資料很不錯(cuò)

陳小東

這個(gè)資料很不錯(cuò)

jerk2000

是不錯(cuò)，不過可能沒什么實(shí)際用處。

crack

頻率挺高，指標(biāo)不太懂，貌似一般，但人工設(shè)計(jì)這東西確實(shí)很費(fèi)時(shí)間。估計(jì)是探索性的東西，不知道能用在什么地方，DDS的優(yōu)勢(shì)是頻率和相位分辨率高，但是8bit的相位噪聲好像比較大。

panminghui

受教育了！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！