Auf dem ‚IEEE Symposium on VLSI Technology & Circuits', das vom 16. bis 20. Juni 2024 in Hawaii stattfand, stellte imec zwei neue ADCs für Basisstationen und Mobiltelefone vor. Der Basisstations-ADC unterstützt RF-Sampling, arbeitet in mehreren Frequenzbändern und kombiniert hohe Auflösung und Linearität mit niedrigem Stromverbrauch.
Der einkanalige ADC für Mobiltelefone erreicht durch Multi-Bit-Pipeline-Stufen und Hintergrundkalibrierung eine herausragende Energieeffizienz. Die ADCs stellen laut imec einen wichtigen Schritt in Richtung Beyond-5G-Lösungen dar, wozu beispielsweise cloud-basierte KI und erweiterte Reality-Apps zählen. Die Beyond-5G-Technologie erfordert eine Umgestaltung der Mobilfunknetze der Betreiber, insbesondere bei der Entwicklung von Sende- und Empfangsgeräten – und den zugrundeliegenden ADCs – sowohl an der Basisstation als auch am Endgerät. Zu den wichtigsten Anforderungen an Transceiver gehören geringer Platzbedarf und niedriger Stromverbrauch sowie die Unterstützung von Funktionen, die die Netzkapazität erhöhen, wie Multibandbetrieb und Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output Antennas). Mit der Einführung von zwei neuen ADCs gehe imec weitere Schritte in Richtung der künftigen Anforderungsprofile, so der Program Manager Joris Van Driessche. Im Gegensatz zu herkömmlichen Basisstations-Geräten, die den Multiband-Betrieb mit jeweils eigenem Transceiver je Frequenzband realisieren, arbeitet imecs neuer HF-Abtast-ADC, der alle Bänder unter 5 GHz abdeckt, über mehrere Frequenzbänder hinweg und spart so Flächenbedarf und Stromverbrauch. Um Basisstations-Funkgeräte bei der Bewältigung von Interferenzen mit anderen Funksignalen zu unterstützen, nutze laut Van Driessche der ADC die eingebaute breitbandige lineare Signalpufferung, um eine höhere Effective Number of Bits (ENOB) als vergleichbare Systeme zu erreichen - ohne die Notwendigkeit digitaler Engines zur Korrektur nichtlinearer Verzerrungen. Zur Unterstützung der Beyond-5G-Konnektivität auf der Benutzerseite stellt imec einen einkanaligen ADC für Mobiltelefone vor, der Mehr-Bit-Pipelinestufen auf der Basis von Ringverstärkung nutzt. Während der Multi-Bit-Ansatz bekanntermaßen mehrere Vorteile biete, wie z. B. hohe Linearität, Bandbreite und Leistungseffizienz, bringe er auch Herausforderungen mit sich. Diesen Herausforderungen begegne imecs neues Design durch den Einsatz einer Hintergrundkalibrierung, um die DAC-Fehlanpassung und die Verstärkung zwischen den Stufen zu kalibrieren. Beide ADCs stehen zur Lizenzierung zur Verfügung.
