一种低功耗12位30 MHz流水线A/D转换器

设计了一种12位30 MHz 1.8 V流水线结构A/D转换器,该A/D转换器采用相邻级运算放大器共享技术和逐级电容缩减技术,其优点是可以大大减小芯片的功耗和面积.电路采用级联一个高性能前置采样保持单元和五个运放共享的1.5位/级MDAC,并采用栅压自举开关和动态比较器来降低功耗.结果显示,该ADC能够工作在欠采样情况下,有效输入带宽达到50 MHz.在输入频率达到奈奎斯特频率范围内,整个ADC的有效位数始终高于10.4位.电路使用TSMC 0.18 μm 1P6M CMOS工艺,在30 MHz全速采样频率下,电路功耗仅为68 mW.     

低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

基于0.18μm CMOS混合信号工艺,设计了一个低功耗10位30 MS/s流水线A/D转换器.通过优化各级采样电容和运放(0TA)偏置电流,以及使用动态比较器,大大降低了整体功耗.采用增益自举开关,以减少开关非线性;引入数字校正技术,以提高转换精度.当采样时钟频率为32 MHz、输入信号频率为16 MHz时,信噪失真比(SNDR)为59 Db,无杂散动态范围(SFDR)为71 Db.AD(:核心电路版图面积为0.64 mm2,功耗仅为32 Mw.     

10位100 MHz CMOS流水线A/D转换器

介绍了一种10位100 MS/s流水线A/D转换器的设计方法,采用增益提升技术,实现了增益为100 dB和单位增益带宽为1.2 GHz的高性能跨导运算放大器.改进了系统的延时单元,能够准确地锁存输出信号,减少噪声的影响.仿真结果表明,整个系统的有效位数提高了0.5位.整个系统基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺进行仿真,结果表明,整个电路的各个工艺角在温度为-20℃～85℃下均能满足100 MHZ采样率流水线A/D转换器的要求.     

用于10位100 MS/s流水线A/D转换器的采样保持电路

设计了一个用于10位100 MHz采样频率的流水线A/D转换器的采样保持电路。选取了电容翻转结构;设计了全差分套筒式增益自举放大器,可以在不到5 ns内稳定在最终值的0.01%内;改进了栅压自举开关,减少了与输入信号相关的非线性失真,提高了线性度。采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,2.5 V电源电压,对电路进行了仿真和性能验证,并给出仿真结果。所设计的采样保持电路满足100 MHz采样频率10位A/D转换器的性能要求。     

10位100MSPS 70 mW双通道交织流水线A/D转换器

设计了应用于3G无线通信中频接收机的10位100 MSPS双通道交织流水线A/D转换器,采用0.18μm CMOS工艺流片.电路工作电压为3.3 V,核心部分功耗不超过70 mW.为了减小A/D转换器的功耗,采用两路并行交织结构,并在两个通道间进行运放共享.运放采用套筒式结构,以进一步节省功耗.对于交织结构,如何保证线性度是设计的关键.线性度主要受直流失调失配、增益失配及采样时间失配的限制.分别采用共享运放、提高每个通道的精度,以及全局被动采样(Global Passive Sampling),减小这些失配的影响.除通道间失配外,还分析了传统双采样电路中的输出开关电荷注入以及断开开关电容串扰对线性度的影响.为了保证A/D转换器的线性度,通过修改时序,消除了以上开关的非理想因素.后仿真结果表明,在100 MsPS采样率下,输入信号带宽为47.6 MHz;最差工艺角(ss,120℃)下,杂散无失真动态范围(SFDR)大于70 dB,信杂比(SNDR)大于60 dB.     

用于WLAN接收机的流水线A/D转换器设计

为一款支持802.11a/b/g协议的WIAN芯片设计了接收机内部的流水线A/D转换器.采用运放共享技术,减少了一半的运算放大器,节省了芯片面积,并降低了功耗.该A/D转换器采样速率为40 MHZ,设计精度为10位,使用HJTC 0.18μm 1P6M CMOS工艺流片并测试成功,当输入频率为1 MHz、无杂散动态范围为61.43 dB的正弦信号时,测得输出数字信号的无杂散动态范围为58.6 dB,信号与噪声谐波失真比为52.87 dB,有效位数为8.49位.     

一种高线性度14位40 MS/s流水线A/D转换器

设计了一个14位40 MHz、100 dB SFDR、1.8 V电源电压的流水线A/D转换器(ADC).采用增益自举密勒补偿两级运放,可在保证2 Vpp差分输出信号摆幅的前提下获得130dB的增益,有效地减小了运放有限增益的影响;同时,采用冗余位编码技术和动态比较器,降低了比较器失调电压的设计难度和功耗.该设计采用UMC 0.18 μm CMOS工艺,芯片面积为2mm×4 mm.仿真结果为:输入满幅单频9 MHz的正弦信号,可以达到100 dB SFDR和83.8 dBSNDR.     

12位1O MS/s CMOS流水线A/D转换器的设计

文中介绍了一种六级12位10Msample/sCMOS流水线A／D转换器的设计。该设计方案采用了双差分动态比较器结构,保证了处理模拟信号的精度与速度;采用冗余编码技术,进行数字误差校正,减小了多种误差敏感性,避免了由于余量电压超限而导致的失码,并降低了采样／保持电路和D/A转换电路的设计难度。     

一个高性能低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

介绍了一个10位30M采样率流水线A/D转换器，通过采用运放共享技术和动态比较器，大大降低了电路的功耗. 在采样保持电路中使用一种新颖的自举（bootstrap）开关，减小了失真，使得电路在输入信号频率很高时仍具有很好的动态性能. 还提出了一种新的偏置电路结构，为增益提高运放提供了一个稳定且精确的偏置，使得增益提高运放具有较大的电压摆幅. 在30MHz采样时钟，29MHz输入信号下测试，可以得到9.16bit有效位的输出，在输入信号为70MHz时，仍然有8.75bit有效位. 电路积分非线性的最大值为0.     

一种用于10位100 MSPS流水线A/D转换器的CMOS线性采样开关

分析了影响CMOS模拟开关性能的主要因素，针对10位100 MHz采样频率A／D转换器对输入信号动态特性的要求，设计了一种适合在3．3V电源电压下工作的CMOS全差分自举开关采样电路。基于0．35μm标准CMOS数模混合工艺，在Cadence环境下采用Hspice对电路进行了模拟。模拟结果显示，其无杂散动态范围达到95 dB，满足了A／D转换器采样保持电路对输入信号高动态范围的要求，也保证了电路的可靠性。     

低功耗高速流水线ADC中低回踢噪声动态比较器设计

动态比较器是低功耗高速流水线ADC的重要模块,其回踢噪声会严重影响ADC的性能.为了满足低功耗高速流水线ADC的应用需求,设计了一种全差分结构的动态比较器,具有零静态功耗、速度快、阈值电压可调等特点.中和技术的应用可以显著降低回踢噪声.电路使用TSMC 0.18 μmCMOS工艺,在1.8 V电源电压和100 MHz工作频率下,仿真显示回踢噪声被明显抑制,减小了75.5%.     

一种10位50MHz流水线模数转换器的设计

采用每级1.5 bit和每级2.5 bit相结合的方法设计了一种10位50 MHz流水线模数转换器。通过采用自举开关和增益自举技术的折叠式共源共栅运算放大器,保证了采样保持电路和级电路的性能。该电路采用华润上华(CSMC)0.5μm 5 V CMOS工艺进行版图设计和流片验证,芯片面积为5.5 mm2。测试结果表明:该模数转换器在采样频率为50 MHz,输入信号频率为30 kHz时,信号加谐波失真比(SNDR)为56.5 dB,无杂散动态范围(SFDR)为73.9 dB。输入频率为20 MHz时,信号加谐波失真比为52.1 dB,无杂散动态范围为65.7 dB。     

一种数字CMOS工艺制造的10位100MS/s流水线ADC

介绍了采用0.18μm数字工艺制造、工作在3.3V下、10位100MS/s转换速率的流水线模数转换器。提出了一种适用于1.5位MDAC的新的金属电容结构,并且使用了高带宽低功耗运算放大器、对称自举开关和体切换的PMOS开关来提高电路性能。芯片已经通过流片验证,版图面积为1.35mm×0.99mm,功耗为175mW。14.7MS/s转换速率下测得的DNL和INL分别为0.2LSB和0.45LSB,100MS/s转换速率下测得的DNL和INL分别为1LSB和2.7LSB,SINAD为49.4dB,SFDR为66.8dB。     

一种用于14bit 50MHz流水线模数转换器的CMOS采样开关

分析了影响CMOS采样开关性能的非理想因素,针对14bit 50MHz A/D转换器对采样开关特性的要求,提出了一种新型的时钟馈通补偿结构.该结构通过增加dummy开关管能够有效消除时钟馈通对采样值的影响,打破了开关设计中速度和精度之间的制约关系.基于SMIC 0.25μm标准CMOS数模混合工艺,采用Hspice对电路进行了模拟.模拟结果显示,在输入信号为23.3MHz正弦波,峰峰值为2V,采样时钟频率为50MHz,时钟上升/下降时间为0.1ns时,无杂散动态范围达到92dB,信噪失真比达到83dB;同时时钟馈通效应造成的保持误差由5.5mV降为90μV.这种具有时钟馈通补偿结构的采样开关特别适用于高速高分辨率模数转换器.     

流水线ADC低功耗结构研究

介绍了一种50 MHz,10位,5V流水线模数转换器的设计.为实现低功耗设计目标,将比较器和OTA作为主要优化对象,采用改进的动态比较结构和套筒式余量放大器(OTA)分别实现上述功能.本设计在0.5μm CMOS工艺下实现,工作在50 MHz条件下功耗为190 mW.     

一种用于14bit 50MHz流水线模数转换器的CMOS采样开关

分析了影响CMOS采样开关性能的非理想因素,针对14bit 50MHz A/D转换器对采样开关特性的要求,提出了一种新型的时钟馈通补偿结构.该结构通过增加dummy开关管能够有效消除时钟馈通对采样值的影响,打破了开关设计中速度和精度之间的制约关系.基于SMIC 0.25μm标准CMOS数模混合工艺,采用Hspice对电路进行了模拟.模拟结果显示,在输入信号为23.3MHz正弦波,峰峰值为2V,采样时钟频率为50MHz,时钟上升/下降时间为0.1ns时,无杂散动态范围达到92dB,信噪失真比达到83dB;同时时钟馈通效应造成的保持误差由5.5mV降为90μV.这种具有时钟馈通补偿结构的采样开关特别适用于高速高分辨率模数转换器.     

一种10位40 MHz两步式A/D转换器

提出了一种基于两步转换法(5 6)的高速高精度A/D转换器体系结构,其优点是可以大幅度降低芯片的功耗及面积。采用这种结构,设计了一个10位40 MHz的A/D转换器,并用0.6μm BiCMOS工艺实现。经过电路模拟仿真,在40 MHz转换速率,1 V输入信号(Vp-p),5 V电源电压时,信噪比(SNR)为63.3 dB,积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)均小于10位转换器的±0.5 LSB,电源电流为85.4 mA。样品测试结果:SNR为55 dB,INL和DNL小于10位转换器的±1.75 LSB。     

12 bit 200 MS/s时间交织流水线A/D转换器的设计

介绍了一款应用于无线收发系统的12 bit 200 MS/s的A/D转换器(ADC).流水线型模数转换器是从中频采样到高频采样并且具有高精度的典型结构,多个流水线型模数转换器利用时间交织技术合并成一个模数转换器的构想则是复杂结构和能量利用率之间的折中选择.采用了时间交织、流水线和运算放大器共享等技术,既提高了速度和精度,也节省了功耗.同时为了减小时序失配对时间交织流水线ADC性能的影响,提出了一种对时序扭曲不敏感的采样保持电路.采用SMIC 0.13 μm CMOS工艺进行了电路设计,核心电路面积为1.6 mm×1.3 mm.测试结果表明,在采样速率为200 MS/s、模拟输入信号频率为1 MHz时,无杂散动态范围(SFDR)可以达到67.8 dB,信噪失真比(SNDR)为55.7 dB,ADC的品质因子(FoM)为1.07 pJ/conv.,而功耗为107 mW.     

A 14b 100-MS/s Time-Interleaved A/D Converter

This article presents a 14-bit, 100-MS/s time-interleaved pipeline ADC, which samples input signal from 210-MHz IF-band. Digital self-calibration is employed to compensate gain mismatch and offset between time-interleaved channels as well as mismatches arise from a single ADC channel. A timing skew-insensitive parallel S/H circuit is utilized in order to avoid timing skew between parallel ADC channels. The ADC, fabricated in a 0.35-μm BiCMOS (SiGe) takes an area of 10.2 mm², reaches an ENOB of 11.4 bits with a 79.9-dB SFDR at 192.5-MHz input and draws 1.4 W from a 3.0-V supply.