14位50MS/s100mW0.18μm CMOS流水线ADC

实现了一种14位40MS/s CMOS流水线A/D转换器(ADC)。在1.8V电源电压下,该ADC功耗仅为100mW。基于无采样/保持放大器前端电路和双转换MDAC技术,实现了低功耗设计,其中,无采样/保持放大器前端电路能降低约50%的功耗,双转换MDAC能降低约10%的功耗。该ADC采用0.18μm CMOS工艺制作,芯片尺寸为2.5mm×1.1mm。在40MS/s采样速率、10MHz模拟输入信号下进行测试,电源电压为1.8V,DNL在±0.8LSB以内,INL在±3.5LSB以内,SNR为73.5dB,SINAD为73.3dB,SFDR为89.5dBc,ENOB为11.9位,THD为-90.9dBc。该ADC能够有效降低SOC系统、无线通信系统及数字化雷达的功耗。     

0.18-μm SOI/CMOS工艺下无基准源的10位50MS/s低功耗逐次逼近型模数转换器

本文介绍了一个10位50MS/s无需基准源的低功耗逐次逼近型模数转换器。设计中采用了一种高能效的开关方案。该开关方案使得模数转换器无需额外的模拟电压或者片上/片外基准电压源就能获得低功耗以及良好的高速操作性能。设计中利用片上校准数模转换器来对Latch型的灵敏放大器进行校准,消除失调电压并且去除对前置放大器的依赖性。该设计利用IBM 0.18-μm 1P4M SOI/CMOS工艺实现。该逐次逼近型模数转换器在1.5V电源电压,5MHz的输入频率以及50MS/s采样速率条件下,能够获得56.76 dB SNDR,此时功耗为1.72 mW, 从而取得FOM值为61.1 fJ/conversion-step。     

0.25 μm CMOS工艺10位100MHz流水线型ADC设计

采用流水线结构完成了一个10位精度100MHz采样频率的模数转换器的设计.该模数转换器采用采样保持电路、8级1.5位和最后一级2位子模数转换器的结构,电路使用全差分和开关电容电路技术.芯片采用台积电(TSMC)0.25 μm CMOS工艺,电路典型工作电压为2.5V,在室温下,输入信号为5MHz,采样频率100MHz时信号噪声失真比为59.7dB.     

4位5GS/s 0.18μm CMOS并行A/D转换器

基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种最大采样速率为5 GS/s的4位全并行模数转换器.设计中,为了提高模数转换器的采样速度,采用三种技术相结合:1)比较电路与解码电路都采用流水线的工作方式;2)在比较器中使用电感技术,提高比较器的转换速度;3)使模拟电路和数字电路都工作在低摆幅的工作状态,在提高速度的同时,降低了电路的功耗.为了提高电路的信噪比,采用全差分输入输出方式和低摆幅时钟控制,并在解码器中先将温度计码转换成格林码,再将格林码转换成二进制码,有效地抑制了由比较电路产生的亚稳定性.仿真结果表明,在输入信号为102.539 MHz、5 GS/s采样率下,设计的电路有效比特数达3.74位,积分非线性和微分非线性分别小于0.255 LSB和0.171 LSB,功耗小于65 mW.     

一种0.18μm数字工艺的12bit100MS/s流水线型ADC设计

描述一个基于TSMC 0.18μm数字工艺的12 bit 100 Ms/s流水线模数转换器的设计实例。该模数转换器采用1.5bit每级结构,电源电压为1.8V。包括十级1.5 bit/stage和最后一级2bit Flash模数转换器,共产生22bit数字码,数字码经过数字校正电路产生12 bit的输出。该模数转换器省去了采样保持电路,电路模块包括:各个子流水级、共模电压生成模块、带隙基准电压生成模块、开关电容动态偏置模块、系统时钟生成模块、时间延迟对齐模块和数字校正电路模块。为了实现低功耗设计,在电路设计中综合采用了输入采样保持放大器消去、按比例缩小和动态偏置电路等技术。ADC实测结果,当以100 MHz的采样率对10MHz的正弦输入信号进行采样转换时,在其输出得到了73.23dB的SFDR,62.75dB的SNR,整体功耗仅为113mW。     

一种低功耗14位10MS/s流水线A/D转换器

基于0.6μm BiCMOS工艺,设计了一个低功耗14位10MS/s流水线A/D转换器.采用了去除前端采样保持电路、共享相邻级间的运放、逐级递减和设计高性能低功耗运算放大器等一系列低功耗技术来降低ADC的功耗.为了减小前端采样保持电路去除后引入的孔径误差,采用一种简单的RC时间常数匹配方法.仿真结果表明,当采样频率为10MHz,输入信号为102.5kHz,电源电压为5V时,ADC的信噪失真比(SNDR)、无杂散谐波范围(SFDR)、有效位数(ENOB)和功耗分别为80.17dB、87.94dB、13.02位和55mW.     

10 bit 40 MS/s流水线模数转换器的研制

设计了一种10 bit 40 MS/s流水线模数转换器.通过采用自举开关和增益提升的套筒式共源共栅运放,保证了采样保持电路和级电路的性能.该模数转换器采用TSMC 0.35 p.m CMOS3.3 V工艺流片验证,芯片核心面积为5.6 jmm2.测试结果表明,该模数转换器在采样率为40 MHz输入频率为280 kHz时,获得54.5 dB的信噪比和60.2 dB的动态范围;在采样率为46 MHz输入频率为12.6 MHz时,获得52.1 dB的信噪比和60.6 dB的动态范围.     

13 bit 50 MS/s CMOS流水线ADC的设计

介绍了一种新的流水线ADC校准算法,并利用该校准算法完成了一个13 bit,50 MS/s流水线ADC的设计.该校准算法对级电路的比较器和后级电路的输出码字的出现频率进行统计,得到各个级电路输出位的真实权值,可以同时校准多种非理想因素如运放有限增益、电容失配等造成的误差.电路采用UMC 0.18μm混合工艺,1.8 V电源电压.通过SPECTRE仿真获得晶体管级级电路的输入输出关系,将其结果导入顶层行为级模型进行校准.仿真结果表明,在50 MHz采样率、5 MHz输入信号下,通过校准算法SFDR由44.1 dB提升至102.2 dB,SNDR由40.9 dB提升至79.9 dB,ENOB由6.5 bit提升至12.98 bit.     

12bit10MS/s流水线结构模数转换器

介绍了12 bit,10 MS/s流水线结构的模数转换器IP核设计。为了实现低功耗,在采样电容和运放逐级缩减的基础上,电路设计中还采用了没有传统前端采样保持放大器的第一级流水线结构,并且采用了运放共享技术。瞬态噪声的仿真结果表明,在10 MHz采样率和295 kHz输入信号频率下,由该方法设计的ADC可以达到92.56 dB的无杂散动态范围,72.97 dB的信号噪声失调比,相当于11.83个有效位数,并且在5 V供电电压下的功耗仅为44.5 mW。     

一个低电压低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

实现了一个10位精度,30MS/s,1.2V电源电压流水线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。为了在低电源电压下获得较大的摆幅,设计了一个采用新颖频率补偿方法的两级运放,并深入分析了该运放的频率特性。同时还采用了一个新的偏置电路给运放提供稳定且精确的偏置。在30MHz采样时钟,0.5MHz输入信号下测试,可以得到8.1bit有效位的输出,当输入频率上升到60MHz(四倍奈奎斯特频率)时,仍然有7.9bit有效位。电路积分非线性的最大值为1.98LSB,微分非线性的最大值为0.7LSB。电路采用0.13μmCMOS工艺流片验证,芯片面积为1.12mm2,功耗仅为14.4mW。     

一种8位32MS/s的流水线型模数转换器设计

基于电子不停车收费系统(ETC)接收机的要求,在TSMC018μm工艺下设计并实现一种8bit 32 MS/s流水线型模数转换器。通过详细理论分析确定设计参数和电路模型,通过运放共享以及带有增益自举的套筒式运算放大器和开关电容共模反馈电路降低电路的静态功耗,通过动态比较器以及静态锁存结构降低电路的动态功耗,使得功耗降低为原来的一半。测试结果显示ADC输入摆幅-0.4~0.4V下,功耗5.017mA,非使能状态下功耗0.567μA,信噪比(SNR)49.21dB,有效位(ENOB)7.77bit,无杂散噪声(SFDR)65.41dB,面积580μm×450μm。     

0.18μm BiCOMS工艺低功耗20GSps采样保持放大器设计

本文介绍了一种能消除共模噪声并抑制偶次谐波的全差分结构开环 20 GSps 采样保持放大器 (THA). 采用CMOS开关和dummy开关实现高速和良好的线性度. 输入缓冲采用交叉耦合对抑制电荷注入和时钟馈通. 输入缓冲和输出缓冲采用有源电感负载增大信号带宽. 电路采用0.18 μm SiGe BiCMOS 工艺实现,电路设计只使用CMOS器件,电源电压为1.8V,芯片核心面积为0.024 mm2. 测试结果显示该THA芯片在20GSps采样速率下对于4GHz正弦输入信号的SFDR为32.4 dB, 三次谐波失真为-48 dBc. 电路有效精度带宽为12 GHz, FOM仅为0.028 mW/GHz.     

基于0.18 μm CMOS工艺8 bit/150 MHz折叠插值ADC

折叠插值模数转换器的转换速度快,可实现并行一步转换,但由于受到面积、功耗以及CMOS工艺线性度和增益的限制,其精度较低.提出了一种电流模均衡电路,能够有效地消除折叠电路中的共模影响,提高折叠电路增益及线性度,从而提高电路的转换精度.应用此技术,设计了一款折叠插值A/D转换器,工作电压为3.3 V,采样时钟为150 MHz,并通过0.18μm CMOS工艺实现,版图总面积为0.22 mm2.     

14位20 MS/s CMOS流水线A/D转换器

介绍了一种14位20 MS/s CMOS流水线结构A/D转换器的设计.采用以内建晶体管失配设置阈值电压的差分动态比较器,省去了1.5位流水线结构所需的±0.25 VR两个参考电平;采用折叠增益自举运算放大器,获得了98 dB的增益和900 MHz的单位增益带宽,基本消除了运放有限增益误差的影响;采用冗余编码和数字校正技术,降低了对比较器失调的敏感性,避免了余差电压超限引起的误差.电路采用0.18 μm CMOS工艺,3.3 V电源电压.仿真中,对频率1 MHz、峰值1 V的正弦输入信号的转换结果为:SNDR 85.6 dB,ENOB 13.92位,SFDR 96.3 dB.     

12位20MS/s流水线ADC的研制

流水线结构是高速高精度ADC的首选.通过对流水线ADC的结构、MDAC电路进行了研究;提出新型采样保持开关;设计了12位20 MS/s采样率流水线ADC,并基于SMIC0.35μm混合CMOS工艺进行流片实现,测试结果表明,在测试仪器只有10位精度的情况下SFDR=65 dB,SNDR=56 dB,SNR=56.9 dB,ENOB=9.1 bit,最后对测试结果进行分析.     

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。     

基于GaAs HBT工艺的12位1GS/s多奈奎斯特域数模转换器

介绍一种基于1μm GaAs HBT工艺的12位1GS/s多奈奎斯特域数模转换器(DAC)。使用信号归零技术将DAC的有效输出带宽拓展到第三奈奎斯特频域。该DAC在第一至第三奈奎斯特频域内具有平坦的输出功率和较好的SFDR。测试结果表明,与传统DAC相比,多奈奎斯特域DAC在第二奈奎斯特频点附近的输出功率增大37dB,SFDR提高25dB。     

一款8 bit 480 MS/s逐次逼近型模数转换器

介绍了一款采用55 nm CMOS工艺设计的单通道8 bit 480 MS/s逐次逼近型模数转换器(SAR ADC).采用数据环与异步时钟环的双环结构作为高速SARADC的系统框架.提出一种带有复位开关的动态比较器,缩短复位时间,提高比较精度.结合反向单调切换时序,减缓因输入共模电压降低而引起的比较器速度下降,提高AD...     

一种57.6mW,10位,50MS/s流水线操作CMOS A/D转换器

在1.8V,0.18μm CMOS工艺下,实现了10位,50MS/s流水线操作A/D转换器的设计和测试.通过优化采样电容和运算跨导放大器(OTA)电流,并采用动态比较器,从而降低功耗;采用复位结构的采样/保持和余量增益电路消除OTA失调电压的影响;优化OTA的次极点,保证其工作稳定.测试结果表明:ADC在整个量化范围内无失码,功耗为57.6mW,失调电压为0.8mV,微分非线性为-0.6～0.7LSB.对5.1MHz的输入信号量化,可获得44.9dB的信号与噪声及谐波失真比.电路面积为0.52mm2.