用于12位250 MS/s电荷域ADC的2.5位子级电路

提出了一种用于12位250 MS/s电荷域流水线模数转换器(ADC)的2.5位子级电路。采用增强型电荷传输电路,实现电荷传输和余量电荷计算,省去了传统流水线ADC中的高性能运放,大幅降低了ADC的功耗。该2.5位子级电路被应用于一种12位250 MS/s电荷域流水线ADC中,并采用0.18 μm CMOS工艺实现。测试结果表明,在250 MS/s采样率、20.1 MHz输入频率下,该ADC的SNR为65.3 dBFS。     

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.     

8位CMOS双通道流水线ADC仿真设计

设计了一种8位1.2V,1GS/s双通道流水线A/D转换器(ADC)。所设计ADC对1.5位增益D/A转换电路(MDAC)中的流水线双通道结构进行改进,其中设置有双通道流水线时分复用运算放大器和双/单通道快闪式ADC,以简化结构并提高速度;在系统前置采样/保持器中加设由单一时间信号驱动的开关线性化控制(SLC)电路,以解决两条通道之间的采样歪扭和时序失调问题。用90nm标准CMOS工艺对所设计的流水线ADC进行仿真试验,结果表明,室温下所设计ADC的信噪比SNR为32.7dB,无杂散动态范围SFDR为42.3dB,它的分辨率、功耗PD和采样速率SR分别为8位、23mW和1GS/s,从而满足了高速、高精度和低功耗的应用需要。     

一种12 bit 200 MS/s 低功耗 SAR-TDC ADC北大核心

为了满足低电压条件下高速高精度采样需求，设计了一种电压-时域两级混合结构流水线模数转换器(ADC)。该流水线ADC的第一级逐次逼近型(SAR) ADC将电压转换为8 bit数字，残差电压变换为时域延时信息后，第二级4.5 bit时间数字转换器(TDC)将延时转换，最终校准输出，实现12 bit精度转换。通过采用多电压供电、改进残差电压转移和放大器结构，以及优化时间判决器，提升了ADC的动态性能和采样速度，降低了采样功耗。该ADC基于40 nm CMOS工艺设计和仿真。采样率为200 MS/s时，功耗为9.5 mW,动态指标SNDR、SFDR分别达到68.4 dB、83.6 dB,优值为22 pJ·conv-1·step-1,能够满足低功耗高速采样的应用需求。     

一种用于流水线ADC的高增益高带宽放大器

介绍了一种适用于高速高精度流水线模数转换器(ADC)的放大器.该放大器使用了增益提升技术,具有高增益、高单位增益带宽的特点,能满足高速高精度ADC对放大器的性能要求.该放大器采用1.8 V 1P6M 0.18 μm CMOS工艺实现,仿真表明直流增益为100 dB,单位增益频率为1.2 GHz(负载电容1.5 pF),功耗16 mW.将该放大器用于10位100 MS/s转换速率的流水线ADC,测试结果表明该放大器性能达到设计要求.     

一种基于VCM开关切换的12位20 MS/s SAR ADC

设计了一种12位、采样率为20 MS/s的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。整体电路为全差分结构,采用了一种基于VCM开关切换的分段式电容阵列。同时,比较器结合了前置运放和动态锁存器,与异步时序相配合,实现了SAR ADC高速工作。此外,采样电路采用栅压自举技术,提高采样的线性度。芯片基于TSMC 180 nm 1P5M CMOS工艺设计。仿真结果表明,当采样率为20 MS/s时,SAR ADC有效位数为11.94 bit,无杂散动态范围为86.53 dBc,信噪比为73.66 dB。     

一种10bit双通道流水线SAR ADC设计

为了提高模数转换器的采样频率并降低其功耗,提出一种10 bit双通道流水线逐次逼近型（SAR）模数转换器（ADC）。提出的ADC包括两个高速通道,每个通道都采用流水线SAR结构以便低功率和减小面积。考虑到芯片面积、运行速度以及电路复杂性,提出的处于第二阶段的SAR ADC由1 bit FLASH ADC和6 bit SAR ADC组成。提出的ADC由45 nm CMOS工艺制作而成,面积为0.16 mm2。ADC的微分非线性和积分非线性分别小于0.36 最低有效位（LSB）和0.67 LSB。当电源为1.1 V时,ADC的最大运行频率为260 MS/s。运行频率为230 MS/s和260 MS/s的ADC的功率消耗分别为13.9 mW和17.8 mW。     

12位800 MS/s ADC设计

提出了一种基于0.18 μm CMOS工艺设计的12位800 MS/s高速ADC。采用独特的折叠/内插与流水线相组合的结构,兼具折叠/内插结构的高转化率与流水线结构的高分辨率的优点。介绍了ADC的总体结构,分析了采样保持电路的设计原理,阐述了折叠/插值与流水线结构电路的机理,描述了数字自校正原理。在采样率800 MS/s和模拟输入397 MHz条件下进行版图后仿真,SFDR达到62 dB。     

用于14位210 MS/s电荷域ADC的采样保持前端电路

该文提出一种用于电荷域流水线模数转换器(ADC)的高精度输入共模电平不敏感采样保持前端电路。该采样保持电路可对电荷域流水线ADC中由输入共模电平误差引起的共模电荷误差进行补偿。所提出的高精度输入共模电平不敏感采样保持电路被运用于一款14位210 MS/s电荷域ADC中,并在1P6M 0.18 μm CMOS工艺下实现。测试结果显示,该14位ADC电路在210 MS/s条件下对于30.1 MHz单音正弦输入信号得到的无杂散动态范围为85.4 dBc,信噪比为71.5 dBFS,而ADC内核功耗仅为205 mW,面积为3.2 mm2。     

用于14位210 MS/s电荷域ADC的4.5位子级电路

该文提出了一种用于高速高精度电荷域流水线模数转换器(ADC)的电荷域4.5位前端子级电路。该4.5位子级电路使用增强型电荷传输(BCT)电路替代传统开关电容技术流水线ADC中的高增益带宽积运放来实现电荷信号传输和余量处理,从而实现超低功耗。所提4.5位子级电路被运用于一款14位210 MS/s电荷域ADC中作为前端第1级子级电路,并在1P6M 0.18 μm CMOS工艺下实现。测试结果显示,该14位ADC电路在210 MS/s条件下对于30.1 MHz单音正弦输入信号得到的无杂散动态范围为85.4 dBc,信噪比为71.5 dBFS, ADC内核面积为3.2 mm2,功耗仅为205 mW。     

An 8/10 bit 200/100MS/s configurable asynchronous SAR ADC

This paper presents an asynchronous 8/10 bit configurable successive approximation register analog-to-digital converter (ADC). The proposed ADC has two resolution modes and can work at a maximal sampling rate of 200 and 100MS/s for 8 bit mode and 10 bit mode respectively. The ADC uses a custom-designed 1 fF unit capacitor to reduce the power consumption and settling time of capacitive DAC, a dynamic comparator with tail current to minimize kickback noise and improve linearity. Moreover, asynchronous control technique is utilized to implement the ADC in a flexible and energy-efficient way. The proposed ADC is designed in 90 nm CMOS technology. At 100MS/s and 1.0 V supply, the ADC consumes 1.06 mW and offers an ENOB of 9.56 bit for 10 bit mode. When the ADC operates at 8 bit mode, the sampling rate is 200MS/s with 1.56 mW power consumption from 1.0 supply. The resulted ENOB is 7.84 bit. The FOMs for 10 bit mode at 100MS/s and 8 bit mode at 200MS/s are 14 and 34 fJ/conversion-step respectively.     

基于冗余子级的流水线ADC校准技术

提出了基于冗余子级的流水线ADC后端校准技术,采用精度较高的流水线冗余子级代替参考ADC,对流水线ADC的各个子级校准,替代了对整个ADC的校准,使校准系统无需降频同步,较好地解决了传统校准系统中主信号通路与参考ADC信号通路不同步的问题。对Matlab/Simulink中搭建的精度为16位、采样频率为10 MS/s的流水线ADC进行仿真,结果表明,当输入信号频率为4.760 5 MHz时,经过校准,流水线ADC的有效位和无杂散动态范围分别由9.37位和59.96 dB提高到15.32位和99.55 dB。进一步的FPGA硬件验证结果表明,流水线ADC的有效位和无杂散动态范围分别为12.73位和98.62 dB,初步验证了该校准算法的可行性。     

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。     

A 1.4-V 25-Mw 600-MS/s 6-bit folding and interpolating ADC in 0.13-μm CMOS

A 600-MSample/s 6-bit folding and interpolating analog-to-digital converter (ADC) is presented. This ADC with single track-and-hold (T/H) circuits is based on cascaded folding amplifiers and input-connection-improved active interpolating amplifiers. The prototype ADC achieves 5.55 bits of the effective number of bits (ENOB) and 47.84 dB of the spurious free dynamic range (SFDR) at 10-MHz input and 4.3 bit of ENOB and 35.65 dB of SFDR at 200-MHz input with a 500 MS/s sampling rate; it achieves 5.48 bit of ENOB and 43.52 dB of SFDR at 1-MHz input and 4.66 bit of ENOB and 39.56 dB of SFDR at 30. 1-MHz input with a 600-MS/s sampling rate. This ADC has a total power consumption of 25 mW from a 1.4 V supply voltage and occupies 0.17 mm~2 in the 0.13-μm CMOS process.     

10bit 20MS/s流水线模数转换器设计

设计了一个20MHz采样率,10bit精度流水线模数转换器。采用新颖的栅压自举开关,使电路在输入信号频率很高时仍具有良好的动态性能;用MATLAB仿真增益增强型运算放大器在不同反馈因子下闭环零、极点特性,提出了使大信号建立时间最短的主运放、辅助运放单位增益带宽和相位裕度范围。采用SMIC0.35μm2P4M工艺流片验证,20MHz采样率,2.1MHz输入信号下,SFDR=73dBc,ENOB=9.18bit。     

A 1.4-V 25-mW 600-MS/s 6-bit folding and interpolating ADC in 0.13-μm CMOS

A 600-MSample/s 6-bit folding and interpolating analog-to-digital converter(ADC) is presented.This ADC with single track-and-hold(T/H) circuits is based on cascaded folding amplifiers and input-connection-improved active interpolating amplifiers.The prototype ADC achieves 5.55 bits of the effective number of bits(ENOB) and 47.84 dB of the spurious free dynamic range(SFDR) at 10-MHz input and 4.3 bit of ENOB and 35.65 dB of SFDR at 200-MHz input with a 500 MS/s sampling rate;it achieves 5.48 bit of ENOB a...     

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.     

应用于流水线ADC的LMS自适应校准算法与FPGA实现

研究了应用于流水线模数转换器(ADC)的LMS自适应数字校准算法及其FPGA实现。该校准算法可用于校准大多数已知的误差,包括非线性运算放大器的有限增益、电容失配,以及比较器的失调等。通过Simulink软件,对一个12位160 MS/s的流水线ADC进行建模。采用LMS自适应校准算法对该流水线ADC进行校准,并将算法在Virtex-5上实现了硬件设计。实验结果表明, 输入信号频率为58.63 MHz时,流水线ADC的无杂散动态范围(SFDR)和有效位(ENOB)分别由校准前的46.31 dB和7.32位提高到校准后的82.03 dB和11.12位。     

An 11.1 mW 42 MS/s 10 b ADC With Two-Step Settling in 0.18 m CMOS

A pipelined analog-to-digital converter (ADC) uses switched-capacitor stages that settle in two steps that occur sequentially in time. The first step of settling places charge onto the load capacitance using charge pumps, and the second fulfills the settling requirements using typical negative feedback around an operational amplifier. Hence, the design combines the efficiency of a fast charge-transfer phase with the gain and noise-immunity advantages of amplifier-driven settling. Improved conversion efficiency results from a higher ratio of current delivered to the load to that consumed in static biasing. Additional circuitry constrains critical amplifier node voltages during the charge transfer, facilitating a graceful transition to amplifier-driven settling. The two-step settling technique is demonstrated in a 2.5 bit/stage 10-bit pipelined ADC that consumes 11.1 mW while sampling a 21.3 MHz input signal at 42 MS/s. The resulting SNDR is 55.6 dB $rm (ENOB = 8.94)$ and the SFDR is 67.5 dB.      

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。