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DESIGN ELEKTRONIK 04 2022 22 www designelektronik de Halbleiter | A D-Wandler Neue Wandlerarchitekturen und -techniken Um A D-Wandler zu beurteilen greifen Ingenieure häufig auf die Leistungskennzahl nach Schreier zurück Sie wird in dB Jgemessen obwohl die Einheit Joule normalerweise weggelassen wird und mit folgender Gleichung berechnet Bevor Entwickler die neuen A D-Wandler genauer betrachten müssen sie sich dessen bewusst sein dass ihnen mit einer reinen Fokussierung auf die klassischen Leistungskennzahlen FOM Figure Of Merit Besonderheiten verborgen bleiben Deshalb lautet die Devise Genau hinschauen Von Gabriele Manganaro High Speed Mixed Signal Products Analog Devices FOMS hf SNDR + 10log BW P 1 Darin ist SNDR Signal to Noise and Distortion Ratio das Signal Rauschund Verzerrungsverhältnis in dB für Hochfrequenzeingänge daher der Index hf bei FOM Psteht für die Leistungsaufnahme in Watt BW für die Eingangssignalbandbreite in Hz Im Allgemeinen gilt die Annahme dass BW gleich der Abtastrate f Sgeteilt durch das Überabtastverhältnis OSR ist Mit dieser Definition lassen sich Nyquist-Wandler mit BW f S 2 und überabgetastete Wandler miteinander vergleichen Bild 1 zeigt ein Streudiagramm mit den in den letzten zwanzig Jahren auf den ISSCCund VLSI-Konferenzen veröffentlichten A D-Wandlern Das Streudiagramm fasst die auf den genannten Konferenzen veröffentlichten Wandlerdaten zusammen Es ist ersichtlich dass die Mehrzahl der neuen Datenpunkte gekennzeichnet durch Quadrate und Rauten A D-Wandlern mit der höchsten Bandbreite entsprechen die sich an der gestrichelten Asymptote der sogenannten Technologiefront orientieren Jahr für Jahr ergibt sich eine ähnliche Verteilung der Datenpunkte wobei neuere Punkte die gestrichelte Linie hin zu höheren Bandbreiten und Leistungskennzahlen verschieben Zu erwähnen ist dass sich nicht aus allen Konferenzbeiträgen höhere Leistungskennzahlen ergeben müssen Vorausgesetzt wird dass bedeutende Innovationen in anderen wichtigen Bereichen nachgewiesen werden wie die wenigen neuen Datenpunkte zeigen die sich weit entfernt von der gestrichelten Linie befinden Obwohl dieses Bild aus Sicht der Energieeffizienz aufschlussreich ist sollte man es mit Vorsicht verwenden Denn es gibt Beispiele die zwar nicht in das Diagramm passen aber trotzdem überaus innovativ sind Zum Beispiel wenn sie Probleme adressieren die sich mit der Leistungskennzahl widerspiegeln lassen Hinzu kommt noch dass viele Unternehmen innovative in komplexere Systeme eingebettete Hoch-Bi ld Tho m as Rei m er s to ck a do be c om