20 Gs/s (ギガサンプル/秒)、12 bit のADC(アナログ-デジタルコンバータ)は、現在の商用ADCチップの中でも 非常に高いサンプリングレートと高分解能 を両立させた、最先端の高性能コンポーネント です。
このような仕様のADCは、タイムインターリーブ方式 (Time-Interleaved ADC, TI-ADC) を用いて実現されることが一般的です。
📈 20 Gs/s 12 bit ADCの技術的意義
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サンプリングレート (20 Gs/s):
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最大入力周波数: ナイキストの定理により、理論的にはその半分の周波数、すなわち 20 GHz までのアナログ信号を忠実にデジタル化できます(ただし、実際のアナログ入力帯域幅は、しばしばサンプリングレートを上回る設計がされています)。
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用途: マイクロ波帯域や、高速パルス信号を扱うアプリケーションにおいて、広大な瞬時帯域幅(リアルタイム帯域幅)を提供します。
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分解能 (12 bit):
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ダイナミックレンジ: 212 = 4096 段階のレベルに信号を量子化できます。これにより、広いダイナミックレンジ が確保され、非常に大きな信号と小さな信号を同時に、高い精度で捕捉できます。
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SINAD/SFDR: 12 bitという分解能は、高速・広帯域であるにもかかわらず、信号対雑音比(SINAD)やスプリアス・フリー・ダイナミックレンジ(SFDR)といった性能指標において、高い信号品質 を提供します。
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🚀 主なアプリケーション分野
この超高速・高分解能ADCは、広帯域のリアルタイム信号処理 が求められる以下の分野で不可欠なコンポーネントです。
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高性能計測機器 🧪
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デジタルオシロスコープ (DSO): 信号をリアルタイムで捕捉し分析する際の、瞬時帯域幅 を決定づける主要な部品です。
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RF/マイクロ波測定器: スペクトラム・アナライザやベクトル・シグナル・アナライザなど、広帯域RF信号の直接サンプリングとデジタルダウンコンバージョン(DDC)に使用されます。
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次世代通信システム (5G/6G) 📡
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広帯域無線インフラ: 5G/6Gの広帯域化に伴い、高周波のRF信号をアンテナの近くで直接デジタル化する ダイレクトRFサンプリング 技術に利用されます。
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レーダー・電子戦 (EW) 🛡️
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広帯域レーダー: 高い分解能とサンプリングレートにより、広範な周波数帯域の信号を同時に監視・分析し、微弱な信号も識別する能力が向上します。
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科学研究 🔬
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粒子加速器: 高速なビーム制御やモニタリング。
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リアルタイム分光分析: マイクロ波分光分析など、高速な物理現象のデータ収集。
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🏭 主要なメーカー
このような最先端の高性能ADCチップを開発・製造している主なメーカーには、以下の企業があります。
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Analog Devices (アナログ・デバイセズ, ADI)
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Teledyne e2v
これらのメーカーは、独自の SiGe (シリコンゲルマニウム) や III-V族化合物半導体 などの高度なプロセス技術、または高度な TI-ADCアーキテクチャ を駆使して、このレベルの性能を実現しています。
下記資料では「20Gs/s, 12bit, 4ch ADC」について詳しく解説されています。
AD9084製品情報 | ADC/DACコンボ・コンバータ アナログ・デバイセズ
https://www.analog.com › ad9084
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