10GHz 8-bit超高速DDS芯片研制成功

来源：百度文库编辑：超级军网时间：2024/04/28 15:47:08

近日，中科院微电子所微波器件与集成电路研究室（四室）HBT超高速电路小组在刘新宇研究员和金智研究员的带领下研制成功两款基于1um GaAs HBT工艺的8-bit超高速直接数字频率综合器（Direct Digital frequency-Synthesizer, DDS）芯片DDS1和DDS2。

据测试结果表明，DDS1可在大于10GHz内部时钟频率下正常工作，DC-5GHz输出频率范围内的无杂散动态范围为26dBc；DDS2可在大于 5GHz内部时钟频率下正常工作，DC-2.5GHz输出频率范围内的无杂散动态范围为45dBc。这两款超高速DDS芯片的研制成功，不仅大大提升了国内DDS电路的最高频率，同时也显示了其在当前国际上GaAs HBT基DDS芯片时钟频率的最高水平。

DDS1电路中集成了约2000个GaAs HBT晶体管，芯片面积为2.4mm*2.0mm，如图1所示。

在片测试结果表明，DDS1在外部输入时钟频率为5GHz时正常工作，其内部时钟频率为10GHz。在8-bit频率控制字控制下，DDS1可以输出频率从直流到5GHz的正弦波形，频率分辨率为19.5MHz，无杂散动态范围为26dBc，接近理论计算值30dBc。DDS1芯片工作电压为-5.1V，工作电流为762mA，功耗为3.89W。由于采用了功耗冗余设计，DDS1芯片也可以在低功耗状态下正常工作，工作电压为-4.6V，工作电流为 528mA，功耗为2.43W。如图2所示。

DDS2电路中集成了约2000个GaAs HBT晶体管，芯片面积为2.4mm*2.0mm，如图3所示。

在片测试结果表明，DDS2在时钟频率为5GHz时正常工作。在8-bit频率控制字控制下，DDS2可以输出频率从直流到2.5GHz的正弦波形，频率分辨率为19.5MHz，无杂散动态范围为45dBc，接近理论计算值48dBc。DDS2芯片工作电压为-5.1V，工作电流为800mA，功耗为4W。如图4所示。

此两款超高速DDS芯片的研制成功，大大提升了微电子所在超高速数模混合电路方面的科研实力，为今后研制更高性能的电路打下了坚实的理论和设计基础。

近日，中科院微电子所微波器件与集成电路研究室（四室）HBT超高速电路小组在刘新宇研究员和金智研究员的带领下研制成功两款基于1um GaAs HBT工艺的8-bit超高速直接数字频率综合器（Direct Digital frequency-Synthesizer, DDS）芯片DDS1和DDS2。

据测试结果表明，DDS1可在大于10GHz内部时钟频率下正常工作，DC-5GHz输出频率范围内的无杂散动态范围为26dBc；DDS2可在大于 5GHz内部时钟频率下正常工作，DC-2.5GHz输出频率范围内的无杂散动态范围为45dBc。这两款超高速DDS芯片的研制成功，不仅大大提升了国内DDS电路的最高频率，同时也显示了其在当前国际上GaAs HBT基DDS芯片时钟频率的最高水平。

DDS1电路中集成了约2000个GaAs HBT晶体管，芯片面积为2.4mm*2.0mm，如图1所示。

在片测试结果表明，DDS1在外部输入时钟频率为5GHz时正常工作，其内部时钟频率为10GHz。在8-bit频率控制字控制下，DDS1可以输出频率从直流到5GHz的正弦波形，频率分辨率为19.5MHz，无杂散动态范围为26dBc，接近理论计算值30dBc。DDS1芯片工作电压为-5.1V，工作电流为762mA，功耗为3.89W。由于采用了功耗冗余设计，DDS1芯片也可以在低功耗状态下正常工作，工作电压为-4.6V，工作电流为 528mA，功耗为2.43W。如图2所示。

DDS2电路中集成了约2000个GaAs HBT晶体管，芯片面积为2.4mm*2.0mm，如图3所示。

在片测试结果表明，DDS2在时钟频率为5GHz时正常工作。在8-bit频率控制字控制下，DDS2可以输出频率从直流到2.5GHz的正弦波形，频率分辨率为19.5MHz，无杂散动态范围为45dBc，接近理论计算值48dBc。DDS2芯片工作电压为-5.1V，工作电流为800mA，功耗为4W。如图4所示。

此两款超高速DDS芯片的研制成功，大大提升了微电子所在超高速数模混合电路方面的科研实力，为今后研制更高性能的电路打下了坚实的理论和设计基础。

黑老大科普下这个DDS有啥用啊?

中科院微电子所还是很牛B的，好东西啊~~~~~~

相关人员的博客，可以看看
http://uniqwu.blogbus.com/logs/44511361.html

中科院微电子所还是很牛B的，好东西啊~~~~~~

相关人员的博客，可以看看
http://uniqwu.blogbus.com/logs/44511361.html

也就是说最高可以合成大约3G的振荡信号了

强赞！

DDS的话，民用情况下可以做函数信号发生器，可以产生任意的波形，而且频率可以做的很高。

这东西做频率捷变很有用，切换速度快，切换范围宽，是电子对抗，雷达的必备。

5# 暗夜流星
来宣传一下，文中说的师兄就是这个人 http://richard.blogbus.com/
埋头做这个DDS 好几年了

9# 核聚变
师兄转的很快啊，刚测出来就主创人员告诉我了，4年前做这个东西的时候还说指标吹到天上去了，没有想到4年就做出来了

欢迎各位达人科普宣传。

问个问题桃子姐姐哪去了～～

国外频率上24GHZ了，相差还是挺大的！

我是一个俗人。。

我只关心龙芯。。

顺便问一句。。

这东西能干嘛使唤？

以后将占雷达主流领域的数字阵列雷达的核心就是DDS。直接决定了雷达工作频率和动态范围的高低。这个东西的出现意味着以后可以有国产化率很高的数字阵列雷达了。

九鬼发表于 2009-8-29 00:04

龙芯是逻辑的结晶，DDS是工程学的成果。

这篇文章怎么看？砷化镓前途如何？

http://uniqwu.blogbus.com/logs/36178662.html

中科院半导体所也在研制DDS芯片

完全不懂很好

好啊，不错，2000个GaAs HBT晶体管

数模混合已经在酝酿群体突破了

不太懂。。。

就是说在军事应用领域取得一突破鸟:victory:

暗夜流星发表于 2009-8-29 00:46

http://richard.blogbus.com/logs/12369198.html

２年前的文章，有点关联。

我晕死，看了楼主大大们的链接，居然是个小硕参与的，不过搞这么牛的DDS出来的居然还在搞EP3C35这样的系统集成，跌破眼镜啊，和本菜一样了，还玩FPGA驱动个VGA，太低级了。

高手啊！！！！

查了一下：所谓24GHZ的DDS是12bit,4470个晶体管，0.4um制造。问这个芯片8bit跟12bit的区别是什么？

回楼上，简单的说比特数越高量化噪声就越小信噪比就越高

ps：恭喜中科院的牛人们国内的mix signal终于开始发力了遥想小弟n年前做 DDS时的事情泪流满面啊

回楼上，简单的说比特数越高量化噪声就越小信噪比就越高

ps：恭喜中科院的牛人们国内的mix signal终于开始发力了遥想小弟n年前做 DDS时的事情泪流满面啊

比如说，新闻里说理论值是48dB 就是（6.02×8=48.16db）。换句话说，在没有其他技术使用的前提下（比如 sigma delta， noise shaping等），输出的信号信噪比最大不超过48dB。当然，实际中是不可能做出理论值的，但中科院的片子中做出了45db 已经很不错了

到底跟国际最先进的技术有多大差距？

我发现楼主总是能给我们提供真正有价值的东西

29# 武大郎

跌什么眼镜啊？开拖拉机的不一定就买不起跑车。
做工程不是越高级的工具越好，而是越合适越好。
用单片机就能搞定的事情，为什么非得用宇航级FGPA来做？
以显示自己“不低级”吗？
嘿嘿，相信你要是多了解一下他们做的东西，你会汗颜的。

我对于richard和uniqwu他们所做的这个工作还算有些了解，所以来为大家解释一下疑问。
目前国际上最先进、时钟频率最高的DDS电路，并不是前面几位所说的24GHz DDS，而是32GHz 12-bit，大家可以在IEEE上查到相关文献，采用的是更加先进的亚微米InP HBT工艺（截止频率300GHz），微电子所用的是较为落后的GaAs HBT工艺（截止频率60GHz）。微电子所这个DDS成功的可贵之处，其实不是在于其10GHz工作频率，而在于其先进的设计方法，最大限度地挖掘了GaAs HBT工艺的潜能：用60GHz截止频率的工艺设计出10GHz的电路，六分之一！大家对比一下32GHz/300GHz就能明白其中奥秘。也就是说，如果某天国内的InP HBT工艺成熟可以用于制造电路，或者国外开放InP HBT工艺代工的话，他们可以做出超过32GHz的DDS。关键是方法！
毛毛熊同志看来比较了解相关的专业知识，DDS的设计比较特殊，不像告诉ADC那样bit数的提高非常困难。超高速ADC的精度每提高1-bit都难于登天，但是DDS则不然，8-bit搞定之后想增加到12-bit，24-bit甚至是32-bit，基本上都只是增加面积和功耗的问题，不是十分困难的事情。到底需要多少bit，要是具体应用对于SFDR的需求，还要对精度和功耗进行折中考虑。
关于超高速DDS的应用，前面有仁兄提过了：电子对抗、跳频通信、线性调频、数字阵列雷达、相控阵等等，都需要用到DDS。超高速DDS的好处也是显而易见的：你有了10GHz的DDS芯片，就可以非常方便地直接输出高至C波段的信号了。当然民用领域也有很多用处，比如宽带信号发生器。
当然，也不能把他们所作的工作捧上天了。实际工作中还有非常多的问题需要解决的，这次DDS的成功仅仅是取得一个突破而已，更大的难关还在等着他们，比如：没有更加先进的工艺，如果想再继续提高DDS的速度，该怎么办？作为richard和uniqwu的师兄，很高兴看到他们的默默无闻的工作得到阶段性的成功，也希望国家的科研工作者们取得更多的突破。

"36#
跌什么眼镜啊？开拖拉机的不一定就买不起跑车。
做工程不是越高级的工具越好，而是越合适越好。
用单片机就能搞定的事情，为什么非得用宇航级FGPA来做？
以显示自己“不低级”吗？
嘿嘿，相信你要是多了解一下他们做的东西，你会汗颜的。
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这种家伙真恶心！在你眼里别人做的东西永远都是不行的；永远都有问题，找不到就莫须有；永远都要踩别人一脚！{:3_77:}{:3_77:}{:3_77:}{:3_77:}{:3_77:}{:3_77:}{:3_77:}{:3_77:}{:3_77:}

{:3_81:}LS的科普好呀！

话说...微电子所是不是在做22nm的东西？？

10GHz 8-bit超高速DDS芯片研制成功中科院微电子研究所成功研制出10GHz 8-bit超高速DDS芯片微电子所研制实现4GHz 4-bit的超高速ADC芯片微电子所成功研制出多款高性能芯片4GS/s 8bit ADC NVIDIA 发表 Tegra K1 的第二版本：64 bit 支持、2.5GHz ... 1.5GHz弱爆了石墨烯可助芯片飙至300GHz 高速 DAC DDS AWG 任意波形发生器高速射频 IP芯片 ... 微电子所研制成功30Gsps 6bit ADC/DAC芯片微电子所在超高速ADC/DAC芯片研制方面取得突破性进展微电子所成功数字雷达用4G/s 8bit ADC和3GS/s 12bit DAC ... 向 8bit 致敬！！国外乐队花1500小时制作乐高积木定格动 ... 8bit 游戏人物大乱斗 - 那些记忆中的经典游戏，你还记得 ...