一个71mW 8位125MHz A/D转换器

介绍了工作在1.8V的8位125MHz流水线A/D转换器.采用了低功耗的增益自举单级折叠级联运放,器件尺寸逐级减小进一步优化功耗.为消除不匹配造成的相位遗漏与重叠,每级均有独立的双相不交叠时钟发生电路,并由一全局的时钟树驱动.输入频率为62MHz的信号,以125MHz时钟采样,可获得49.5dB(7.9位有效精度)的信号与噪声及谐波失真比(SNDR),功耗仅为71mW.电路用0.18μm CMOS 工艺实现,面积为0.45mm2.     

一个59mW 10位40MHz流水线A/D转换器

设计了一个工作在3.0V的10位40MHz流水线A/D转换器,采用了时分复用运算放大器,低功耗的增益自举telescopic运放,低功耗动态比较器,器件尺寸逐级减小优化功耗.在40MHz的采样时钟,0.5MHz的输入信号的情况下测试,可获得8.1位有效精度,最大积分非线性为2.2LSB,最大微分非线性为0.85LSB,电路用0.25μm CMOS工艺实现,面积为1.24mm2,功耗仅为59mW,其中同时包括为A/D转换器提供基准电压和电流的一个带隙基准源和缓冲电路.     

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.     

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。     

一个59mW 10位40MHz流水线A/D转换器

设计了一个工作在3.0V的10位40MHz流水线A/D转换器,采用了时分复用运算放大器,低功耗的增益自举telescopic运放,低功耗动态比较器,器件尺寸逐级减小优化功耗.在40MHz的采样时钟,0.5MHz的输入信号的情况下测试,可获得8.1位有效精度,最大积分非线性为2.2LSB,最大微分非线性为0.85LSB,电路用0.25μm CMOS工艺实现,面积为1.24mm2,功耗仅为59mW,其中同时包括为A/D转换器提供基准电压和电流的一个带隙基准源和缓冲电路.     

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.     

99.1 mW 12位40 MSPS流水线A/D转换器

设计并实现了一种12位40 MSPS流水线A/D转换器,并在0.18 μm HJTC CMOS工艺下流片.芯片工作电压为3.3 V,核心部分功耗为99.1 mW.为优化ADC功耗,采用多位/级的系统结构和套筒式运放结构,并采用逐级按比例缩小的设计方法进一步节省功耗.测试结果表明,A/D转换器的DNL小于0.46 LSB,INL小于0.86 LSB;采样率为40 MSPS时,输入19.1 MHz信号,SFDR超过80 dB,SNDR超过65 dB.     

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.     

抗辐射低功耗流水线型8位100 MS/s ADC

设计并实现了一种抗辐射低功耗流水线型8位ADC。对流水线型结构的分辨率影响进行分析,确定了最优的级间分辨率和流水线结构。采用多种电路的结构设计,降低了电路功耗。为达到抗辐射指标,对电路进行了抗辐射加固设计。测试结果表明,在3 V电源电压、100 MHz时钟输入频率、70.1 MHz模拟输入频率的条件下,该ADC的SFDR为59.6 dBc,稳态总剂量能力为 2 500 Gy(Si),单粒子闩锁阈值为75 MeV·cm²/mg,功耗为69 mW。该ADC采用0.35 μm CMOS工艺制作,面积为0.75 mm²。该ADC适用于空间环境的通信系统。     

一个13位8兆采样率流水线模数转换器

A 13-bit 8 MSample/s high-accuracy CMOS pipeline ADC is proposed. At the input, the sample-andhold amplifier （SHA） is removed for low power and low noise; meanwhile, an improved sampling circuit is adopted to alleviate the clock skew effect. On-chip bias current is programmable to achieve low power dissipation at different sampling rates. Particularly, drain-to-source voltages in the operational amplifiers （opamps） are fixed to ensure high DC gain within the variant range of the bias current. Both on-chip and off-chip decoupling capacitors are used in the voltage reference circuit in consideration of low power and stability. The proposed ADC was implemented in 0.18-μm 1P6M CMOS technology. With a 2.4-MHz input, the measured peak SNDR and SFDR are 74.4 and 91.6 dB at 2.5 MSample/s, 74.3 and 85.4 dB at 8.0 MSample/s. It consumes 8.1, 21.6, 29.7, and 56.7 mW （including I/O drivers） when operating at 1.5, 2.5, 5.0, and 8.0 MSample/s with 2.7 V power supply, respectively. The chip occupies 3.2 mm^2, including I/O pads.     

A 13-bit, 8 MSample/s pipeline A/D converter

A 13-bit 8 MSample/s high-accuracy CMOS pipeline ADC is proposed. At the input, the sample-and-hold amplifier (SHA) is removed for low power and low noise; meanwhile, an improved sampling circuit is adopted to alleviate the clock skew effect. On-chip bias current is programmable to achieve low power dissipation at different sampling rates. Particularly, drain-to-source voltages in the operational amplifiers (opamps) are fixed to ensure high DC gain within the variant range of the bias current. Both on-chip and off-chip decoupling capacitors are used in the voltage reference circuit in consideration of low power and stability. The proposed ADC was implemented in 0.18-μm IP6M CMOS technology. With a 2.4-MHz input, the measured peak SNDR and SFDR are 74.4 and 91.6 dB at 2.5 MSample/s, 74.3 and 85.4 dB at 8.0 MSample/s. It consumes 8.1, 21.6, 29.7, and 56.7 mW (including I/O drivers) when operating at 1.5, 2.5, 5.0, and 8.0 MSample/s with 2.7 V power supply, respectively. The chip occupies 3.2 mm2, including I/O pads.     

A 1.5 V, 8 mW, 8 b, 15 Msps BiCMOS A/D Converter

A 1.5 V 8 mW BiCMOS video A/D converter has been developed by using a BiCMOS pumping comparator. Combining Bipolar high-speed and good-matching characteristics with CMOS switched capacitor techniques, this A/D converter is suitable for use in battery-operated multimedia terminals.     

200Ms/s 177mW 8位折叠内插结构的CMOS模数转换器

介绍了一个采用折叠内插结构的CMOS模数转换器,适合于嵌入式应用.该电路与标准的数字工艺完全兼容,经过改进的无需电阻就能实现的折叠模块有助于减小芯片面积.在输入级,失调平均技术降低了输入电容,而分布式采样保持电路的运用则提高了信号与噪声的失真比.该200MHz采样频率8位折叠内插结构的CMOS模数转换器在3.3V电源电压下,总功耗为177mW,用0.18μm3.3V标准数字工艺实现     

200Ms/s 177mW 8位折叠内插结构的CMOS模数转换器

介绍了一个采用折叠内插结构的CMOS模数转换器,适合于嵌入式应用.该电路与标准的数字工艺完全兼容,经过改进的无需电阻就能实现的折叠模块有助于减小芯片面积.在输入级,失调平均技术降低了输入电容,而分布式采样保持电路的运用则提高了信号与噪声的失真比.该200MHz采样频率8位折叠内插结构的CMOS模数转换器在3.3V电源电压下,总功耗为177mW,用0.18μm 3.3V标准数字工艺实现.     

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.