解析逐次逼近ADC

逐次逼近 (ＳＡＲ)模数转换器 (ＡＤＣ)是采样速率低于５Ｍｓｐｓ的中高分辨率应用的常见结构 ,ＳＡＲＡＤＣ的分辨率一般为８～１６位 ,具有低功耗、小尺寸等特点 ,因此其具有较宽的应用范围 ,如 :便携式／电池供电仪表、笔输入量化器、工业控制和数据／信号采集器等。顾名思义 ,ＳＡＲＡＤＣ实质上是实现二进制搜索算法。内部电路可能运行在几兆赫 (ＭＨｚ) ,ＡＤＣ采样速率是该数值的分数 ,主要由逐次逼近算法决定。１ＳＡＲＡＤＣ的结构尽管实现ＳＡＲＡＤＣ的方式千差万别 ,但其基本结构非常简单 (如图１所示 )。模拟输入电压 (ＶＩＮ)…     

基于开关运放的低功耗逐次逼近ADC设计

基于UMC 0.18 混合信号工艺,设计了一种低功耗逐次逼近ADC,重点考虑了功耗的优化和电路的改进,采用了开关运放技术,降低了传统缓冲器30%左右的能量消耗,同时比较器低功耗的设计也使该ADC节能的优点更加突出,同时比较器采用了失调校准技术,这样就能够满足10 bit精度的要求.在电源电压1.8 V、采样频率100 kHz的条件下,仿真得到该逐次逼近ADC信噪比为61.66 dB,而静态功耗仅为26μW.该设计的芯片版图面积为1 mm×1mm.     

基于动态元件匹配技术的改进逐次逼近ADC设计

介绍了一种低功耗、中等速度、中等精度的改进逐次逼近ADC,用于DSP的外围接口中。其中DAC采用分段电容阵列结构,节省了芯片面积,其高三位使用了动态元件匹配技术,改善了ADC的性能。比较器采用四级预放大器和Latch串联构成,并且使用了失调校准技术。数字电路采用全定制设计,辅助模拟电路完成逐次逼近过程,并且能够使ADC进入省电模式。芯片使用UMC0.18μm混合信号CMOS工艺制造,版图面积2.2mm×1.5mm。后仿真结果显示,ADC可以在1.8V电压下达到12bit精度,速度1MS/s,整个芯片的功耗为2.6mW。     

一种嵌入式10位2MS/s逐次逼近模数转换器

设计了一种10位2 MS/s嵌入式逐次逼近结构ADC。为提高ADC精度,其中DAC采用电压和电荷按比例缩放混合结构,比较器使用了输入失调校准和输出失调校准技术。采用TSMC0.18μm1P6M数字CMOS工艺进行流片验证,整个ADC核面积仅为0.9×0.6 mm2。测试结果表明,在2 MHz采样率、输入信号为180 kHz正弦信号情况下,该ADC模块具有8.51位的有效分辨率,最大微分非线性为-0.8~+0.7LSB,最大积分非线性为-1.7~+1.5 LSB,而整个模块的功耗仅为1.2 mW。     

六位逐次逼近型模数转换器的设计

为满足北斗多模导航SOC对中等精度、低功耗ADC的需求,本文基于Smic40工艺对六位全差分SARADC的主要功能模块进行了设计,比较器部分采用Latch结构降低功耗,通过增加前置运放减小失调电压。采用电荷重分布DAC降低了电容匹配性要求,减小了非线性误差。驱动Buffer采用折叠式共源共栅栅压浮动AB类运放,降低了整体的功耗。通过手动搭建整个逻辑控制电路,更加深刻的理解了整个系统的逻辑控制要求。     

基于分段电容阵列的改进型逐次逼近型ADC

为缩短高速模数转换器(ADC)中高位(MSB)电容建立时间以及减小功耗,提出了一种基于分段式电容阵列的改进型逐次逼近型(SAR)ADC结构,通过翻转小电容阵列代替翻转大电容阵列以产生高位数字码,并利用180 nm CMOS工艺实现和验证了此ADC结构。该结构一方面可以缩短产生高位数码字过程中的转换时间,提高量化速度;另一方面其可以延长大电容的稳定时间,减小参考电压的负载。通过缩小比较器输入对管的面积以减小寄生电容带来的误差,提升高位数字码的准确度。同时,利用一次性校准技术减小比较器的失配电压。最终,采用180 nm CMOS工艺实现该10 bit SAR ADC,以验证该改进型结构。结果表明,在1.8 V电源电压、780μW功耗、有电路噪声和电容失配情况下,该改进型SAR ADC得到了58.0 dB的信噪失真比(SNDR)。     

逐次逼近（SAR）模数转换器进展

介绍了逐次逼近模数转换器（SAR－ADC）的原理结构和研究现状,主要对SAR－ADC 中的DAC、比较器、校准方法等主要模块进行了讨论。基于精度、速度、功耗的考虑,分别对SAR－ADC中的DAC结构进行分析比较,其多采用分段电容阵列或差分电容阵列。简述了比较器在功耗、速度、精度方面的结构调整。基于降低非理想效应,提高精度目的,对比分析了3种校准方法。为不同电路选择适当校准提供参考依据。最后总结了目前SAR－ADC的发展趋势。     

一种简易实用型电荷加权复用电阻网络逐次逼近型ADC

本文详细阐述了一款简易型逐次逼近电荷加权累加ADC电路设计,并介绍了该电路的特点和流片成功的10BITADC具体实现。该电路利用电容的电荷加权巧妙的复用网络电阻的参考电压,具有工艺要求低,版图面积小,相对精度高等优点。     

多通道逐次逼近型10 bit 40 Ms/s模数转换器的设计

设计了一个多通道逐次逼近型结构的10 bit 40 Ms/s模数转换器(ADC).由于采用时间交叉存取技术,提高了整个芯片的转换速度,同时通过运用比较器自校准和电容自校准结构,提高了整个电路的转换精度.本芯片采用Chart 0.25μm2.5 V工艺,版图面积为1.4 mm× 1.3 mm.40 MHz工作时,平均功耗为33.68 mW.输入频率19.9 MHz时,信号噪声失真比(SINAD)为59.653 3 dB,无杂散动态范围(SFDR)为74.864 6 dB.     

8通道10b的R-C混合式SARADC的设计

实现一个8通道10 b转换精度的逐次逼近式(SAR)模拟-数字转换器。在DAC的设计上采用新的电阻电容混合式的DAC的结构,和传统的C-R式结构相比具有更小的面积。同时对比较器的设计进行了优化,采用一个三级级联的准差分结构,并设计在传统的前置预放和锁存器级联的理论基础上,引入了交叉耦合负载,复位、钳位技术,获得了高精度和较低的功耗。设计经HSPICE仿真结果证明有效,并采用0.13μm CMOS工艺,分别采用2.5 V的模拟电源电压和1.2 V的数字电源电压供电,实现10位的精度。芯片面积为480μm*380μm,FF case下功耗为0.54 mW。实现了超低功耗的ADC的设计。     

应用于接收机AGC环路中的SAR ADC

提出了一种应用于射频接收机自动增益控制(AGC)环路中的10位1 MS/s逐次逼近型模数转换器(SARADC).动态高精度比较器和自举开关技术应用在设计中,在保证转换速度和精度的同时,降低了电路功耗.芯片采用SMIC 0.13μm IP8M RF CMOS工艺实现.测试结果表明,在1.2 V电源电压下,采样率为1 MS...     

一种应用于10位逐次逼近ADC的比较器设计

文中提出了一种应用于10位逐次逼近ADC的比较器。该比较器包括预放大器、中间放大器、输出驱动级及共模电平缓冲器。整体开环设计,采用多级级联的形式以满足增益和速度的要求;采用输出失调消除技术进行失调校正;为了提高共模电平的驱动能力和缩短建立时间,采用分压电路加单位增益放大器的结构。基于3.3V电源电压、TSMC0.18μmCMOS工艺下,仿真结果表明,完全满足最高采样频率30MHz、10位精度的模数转换器要求。     

逐次逼近型模数转换器中的失配校准技术

设计了一种用于逐次逼近型模数转换器中的比较器失调和电容失配自校准电路.通过增加校准周期,该电容自校准结构即可与原电路并行工作,实现高精度与低功耗.校准精度可达14bit.采用该电路设计了一个用于逐次逼近型结构的10bit 3Msps模数转换器单元,该芯片在SMIC 0.18μm 1.8V工艺上实现,总的芯片面积为0.25mm2.芯片实测,在采样频率为1.8MHz,输入320kHz正弦波时,信号噪声失真比为55.9068dB,无杂散动态范围为64.5767dB,总谐波失真为-74.8889dB,功耗为3.1mW.     

逐次逼近型模数转换器中的失配校准技术

设计了一种用于逐次逼近型模数转换器中的比较器失调和电容失配自校准电路.通过增加校准周期,该电容自校准结构即可与原电路并行工作,实现高精度与低功耗.校准精度可达14bit.采用该电路设计了一个用于逐次逼近型结构的10bit 3Msps模数转换器单元,该芯片在SMIC 0.18μm 1.8V工艺上实现,总的芯片面积为0.25mm2.芯片实测,在采样频率为1.8MHz,输入320kHz正弦波时,信号噪声失真比为55.9068dB,无杂散动态范围为64.5767dB,总谐波失真为-74.8889dB,功耗为3.1mW.     

An 8-bit 180-kS/s differential SAR ADC with a time-domain comparator and 7.97-ENOB

This paper presents a differential successive approximation register analog-to-digital converter(SAR ADC) with a novel time-domain comparator design for wireless sensor networks.The prototype chip has been implemented in the UMC 0.18-μm 1P6M CMOS process.The proposed ADC achieves a peak ENOB of 7.98 at an input frequency of 39.7 kHz and sampling rate of 180 kHz.With the Nyquist input frequency,68.49-dB SFDR,7.97-ENOB is achieved.A simple quadrate layout is adopted to ease the routing complexity of the co...