Analog-Digital-Umsetzer sind die Schnittstelle zwischen analogen Signalen und digitaler Signalverarbeitung. Neue Konzepte sollen ihre Leistungsaufnahme reduzieren und die Integrationsdichte erhöhen.
Bayerische Firmen sind stark in der Produktion von Fertigungs- und Antriebstechniken wie zum Beispiel automatischen Prozess- und Motorsteuerungen, Robotiksystemen, Hybridantrieben oder Solarsystemen. Bei all diesen Applikationen muss eine grundlegend neue, hochintegrierte Messwerterfassung viele Sensoren simultan und hochgenau auswerten, um die Energieeffizienz drastisch zu steigern. Dies reduziert gleichzeitig die Abgasbelastungen der Umwelt beispielsweise durch den verringerten Kohlenstoffdioxid-Ausstoß.
rechts: Chipfoto des entwickelten ADUs (Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für technische Elektronik)
In diesem Projekt wurde ein hochauflösender Analog-Digital-Umsetzer (ADU) für die Messwerterfassung in der Produktionstechnik entwickelt. ADUs bilden die Schnittstelle zwischen der analogen Signalwelt und der digitalen Signalverarbeitung. Das neu entwickelte und mit einem neuen Halbleiterfertigungsprozess umgesetzte ADU-Konzept reduziert die Leistungsaufnahme von ADUs und erhöht gleichzeitig die Integrationsdichte. Die Fertigungstechnologie gestaltet den Einsatz neuer Schaltungskonzepte zur Verbesserung wichtiger Kennwerte des ADU. Eine höhere Integrationsdichte erlaubt zusätzlich die Realisierung von digitalen Schaltungen zur Korrektur von Fehlern, die durch Fertigungstoleranzen entstehen, weshalb jeder einzelne ADU getestet werden muss. Hierzu wurde ein vollautomatischer Test entwickelt, der eine hohe Durchsatzrate aufweist.
Mögliche Einsatzgebiete solcher ADUs sind zum Beispiel Motorsteuerungen, die Stromnetzüberwachung, die Medizintechnik und auf Grund der verringerten Leistungsaufnahme auch mobile Geräte. Um diese ADUs zur Marktreife zu entwickeln, ist noch weitere Entwicklungsarbeit notwendig. Es konnte gezeigt werden, dass die digitale Fehlerkorrektur funktionsfähig ist, und es wurde ein Testverfahren implementiert, welches die erforderliche Testzeit erheblich reduziert.
