Breitbandige analoge Interleaver

Breitbandige analoge Interleaver in BiCMOS

Die Zeitverschachtelung von D/A-Umsetzern erhöht Abtastrate und Bandbreite
Die Zeitverschachtelung von D/A-Umsetzern erhöht Abtastrate und Bandbreite

Für viele Anwendungen der Kommunikationstechnik werden Digital-Analog-Umsetzer (DAU) benötigt, die sowohl eine hohe vertikale Auflösung, als auch eine sehr hohe Abtastrate und Ausgangsbandbreite aufweisen. Ein geeignetes Konzept zur Erreichung hoher Abtastraten bei hoher Bandbreite ist der zeitverschachtelte Betrieb mehrerer DAU-Kerne. Als breitbandige Ausgangsstufe kann ein Interleaver in einer schnellen BiCMOS-Technologie eingesetzt werden.

Blockschaltbild des 2:1-Interleavers
Blockschaltbild des 2:1-Interleavers

In einer Forschungskooperation mit dem Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlin, Abteilung Photonische Netze und Systeme hat das INT einen 2:1-Interleaver für analoge Signale entworfen, der Abtastraten bis 128 GS/s ermöglicht. Der Interleaver vereinigt die differentiellen Eingangssignale zweier DAUs zu einem differentiellen Ausgangssignal der doppelten Abtastrate und Bandbreite, gesteuert von einem Abtasttakt. Die Transmissionsbandbreite übersteigt 67 GHz.

Die Schaltung wurde in einer BiCMOS-Technologie mit 500 GHz Grenzfrequenz hergestellt. Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Chipfoto des realisierten 2:1 Interleavers. Der Aufbau erfolgt in Flip-Chip-Technik. Die Bumps auf den Pads sind deutlich zu erkennen.

 Chipfoto des 2:1-Interleavers
Chipfoto des 2:1-Interleavers

Gemessene PAM4-Augendiagramme bei 56 GS/s konnten bereits demonstriert werden. Die Messungen wurden in Zusammenarbeit mit dem HHI durchgeführt.

 Gemessenes PAM4-Augendiagramm am Ausgang des Interleavers bei 56 GS/s (unipolar)
Gemessenes PAM4-Augendiagramm am Ausgang des Interleavers bei 56 GS/s (unipolar)

Simulationen zeigen PAM8-Augen bei 128 GS/s.

 Simuliertes PAM8-Augendiagramm am Ausgang des Interleavers bei 128 GS/s (differentiell)
Simuliertes PAM8-Augendiagramm am Ausgang des Interleavers bei 128 GS/s (differentiell)

Publikationen

  1. 2017

    1. T. Tannert, X.-Q. Du, D. Widmann, M. Grözing, M. Berroth, C. Schmidt, C. Caspar, J. H. Choi, V. Jungnickel, and R. Freund, “A SiGe-HBT 2:1 analog multiplexer with more than 67 GHz bandwidth,” in IEEE Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology Meeting (BCTM), Miami, Florida, USA, 2017, pp. 146--149.

Kontakt

Dieses Bild zeigt  Tobias Tannert
M.Sc.

Tobias Tannert

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

 

Prof. Dr.-Ing. Ronald Freund, MBA

Fraunhofer HHI, Abteilungsleiter Photonische Netze und Systeme

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