一种带二进制校正的10位100 MS/s SAR ADC

基于SMIC 65 nm CMOS工艺,设计了一种带二进制校正的10位100 MS/s逐次逼近型模数转换器(SAR ADC),主要由自举开关、低噪声动态比较器、电容型数模转换器(C-DAC)、异步SAR逻辑以及数字纠错电路组成。电容型数模转换器采用带2位补偿电容的拆分单调电容转换方案,通过增加2位补偿电容,克服了电容型数模转换器在短时间内建立不稳定和动态比较器失调电压大的问题,使SAR ADC的性能更加稳定。数字纠错电路将每次转换输出的12位冗余码转换成10位的二进制码。使用Spectre进行前仿真验证,使用Virtuoso进行版图设计,后仿真结果表明,当电源电压为1.2 V、采样率为100 MS/s、输入信号为49.903 MHz时,该ADC的SNDR达到58.1 dB,而功耗仅为1.3 mW。     

一种10位120 MS/s逐次逼近A/D转换器

基于SMIC 65 nm CMOS工艺,设计了一种10位120 MS/s逐次逼近A/D转换器。电路为1.2 V电源供电,采用基于单调转换方式的改进型低功耗D/A电容阵列,相比于传统电容阵列,功耗降低了91%。采用一级动态预放大加一级动态锁存器的动态比较器,以降低功耗和提高速度。设计了与电容阵列工作方式相结合的异步逻辑控制电路,以降低外部时钟设计难度,并在控制功耗的前提下提高速度。Spectre仿真验证结果表明,在采样频率为120 MHz,输入信号频率为60 MHz时,SFDR达到81.07 dB,有效位数大于9位,具有良好的动态性能。电路整体功耗约为600 μW。     

SAR ADC移位寄存方式的优化

逐次逼近型模数转换器主要由电容阵列、比较器和数字控制电路组成。传统的数字控制电路保存一位数据时,需要依次经过移位和锁存两个步骤,因此每位数据的延迟约为两个D触发器的延迟时间,制约了转换速度。通过优化数字控制电路的移位寄存方式,使移位和寄存两个步骤只间隔一个与门的延迟时间,每次移位寄存的总延迟降低为一个D触发器和一个与门的延时之和,提高了转换速度。仿真分析表明,改进的逻辑结构延迟较传统结构降低了约28%。     

一种10位80 Ms/s逐次逼近A/D转换器

基于65 nm CMOS工艺,设计了一种10位80 Ms/s的逐次逼近A/D转换器。该A/D转换器采用1.2 V电源供电以及差分输入、拆分单调的DAC网络结构。采用拆分单调的电容阵列DAC,可以有效降低A/D转换所消耗的能量,缩短DAC的建立时间,降低控制逻辑的复杂度,提高转换速度;避免了由于比较器共模电平下降过多引起的比较器失调,从而降低了比较器的设计难度,改善了ADC的线性度。动态比较器降低了A/D转换的功耗。使用Spectre进行仿真验证,结果表明,当采样频率为80 MHz,输入信号频率为40 MHz时,该A/D转换器的SFDR为72 dBc。