采用改进型1.5位/级结构的10位100MHz流水线模数转换器

介绍了一个采用改进型1.5位/级结构的10位100MHz流水线结构模数转换器. 测试结果表明,模数转换器的信噪失真比最高可以达到57dB,在100MHz输入时钟下,输入信号为57MHz的奈奎斯特频率时,信噪失真比仍然可以达到51dB. 模数转换器的差分非线性和积分非线性分别为0.3LSB和1.0LSB. 电路采用0.18μm 混合信号CMOS工艺实现,芯片面积为0.76mm2.     

一种具有84.8dB SFDR和72dB SNDR的14位80MS/s CMOS模数转换器

本文描述了一种基于0.35μm CMOS工艺的14位采样率80MS/s的流水线型模数转换器的设计. 所提出的电荷分享校正技术消除了与信号相关的电荷注入效应, 加上片内的低抖动时钟电路, 保证了模数转换器的高动态性能. 一种信号电容开关技术和高对称版图减小了电容失配, 确保了模数转换器的总线性度. 测试结果表明, 该模数转换器在36.7MHz输入频率下, 实现了11.6位的有效位, 84.8dB的无杂散动态范围(SFDR), 72dB的信号噪声失真比(SNDR), 在无校准情况下获得了＋0.63/－0.6 LSB的微分非线性和＋1.3/－0.9 LSB的积分非线性. 输入频率200MHz时,仍然可以保持75dB的SFDR和59dB的SNDR.     

一种具有比较器失调后台校准的无采样保持放大器型14位100MS/s流水线模数转换器

本文实现了一种不具有前端采样保持放大器的14位100MS/s的流水线模数转换器。为了提高第一级采样网络的匹配性,本文提出了一种用于降低第一级子模数转换器的后台失调校准电路。后台失调校准电路保证了比较器总失调不超过内建冗余结构的校准范围。所提出的模数转换器采用0.18um CMOS工艺进行流片,面积为12mm2。在1.8V电源电压下,模数转换器功耗为237mW。测量结果显示,在100MHz采样频率、30.1MHz输入频率下,模数转换器的信号与噪声失真比（SNDR）为71dB,无杂散动态范围（SFDR）为85.4dB,最大微分非线性（DNL）为0.22LSB,最大积分非线性（INL）为1.4LSB。     

一个SFDR性能超过80dB的12-bit 40MS/s流水线模数转换器

摘要：本文介绍了一个以高无杂散动态范围(SFDR)和低功耗为优化目标,不需要校正的12-bit,40MS/s流水线模数转换器(ADC)。以4.9MHz正弦输入信号测试表明,本ADC微分非线性(DNL)的最大值为0.78LSB,积分非线性(INL)的最大值为1.32LSB,信噪失真比(SNDR)为66.32dB,SFDR为83.38dB。电路采用 0.18-um 1P6M CMOS工艺实现,整体芯片面积3.1mm×2.1mm,电源电压1.8V,功耗102mW。     

一种运用于高速ADC的采样保持电路设计

设计了一种用于Pipelined ADCs中的前置采样保持电路.从理论上推导了12bit、100MHz的模数转换器对采样保持电路各个子电路的性能指标要求,按此要求设计了增益增强型运放、自举开关等子电路.基于SMIC 0.13μm,3.3V工艺,Spectre仿真结果表明,在采样频率为100MS/s,输入信号频率为9.7656M时实现了81.9dB的信噪失真比(SINAD)和13.3位的有效位数(ENOB),无杂散动态范围(SFDR)可达94.9dB,功耗仅为24mW.输入直到奈奎斯特频率,仍能保持81.5dB的信噪失真比和13.2位的有效位数,SFDR可达到92.67dB.     

一个嵌入式应用的8位300MS/s折叠内插模数转换器

本文设计了一个1.4V电源电压8位300MS/s折叠内插结构的模数转换器。该模数转换器利用0.13μm CMOS工艺实现,有效面积仅为0.6mm2,非常适合嵌入式应用。系统对低功耗进行了优化。流水线式采样开关节省了用于实现信号完整建立而增加的额外功耗。失调平均电阻阵列被置于两级折叠电路之间也是出于节省功耗的考虑。该转换器在1MHz下达到了43.4dB的信噪失真比和53.3dB的无杂散动态范围,在奈奎斯特频率输入情况下信噪失真比和无杂散动态范围分别为42.1dB和49.5dB。测试结果表明在1.4V电源250MHz采样率下功耗为34mW,FoM值为1.14pJ/转换步长。     

基于码密度统计的流水线模数转换器校准算法研究

本文提出了一种用于校准流水线模数转换器线性误差的数字后台校准算法。该算法不需要修改转换器级电路部分,只需要一部分用于统计模数转换器输出码的数字电路即可完成。通过分析流水线模数转换器输出的数字码,该算法可以计算出每一级级电路对应的权重。本文利用一个14位的流水线模数转换器来验证该算法。测试结果显示,转换器的积分非线性由90LSB下降到0.8LSB,微分非线性由2LSB下降到0.3LSB;信噪失真比从38dB提高到66.5dB,总谐波失真从-37dB下降到-80dB。转换器的线性度有很大提高。     

0.35μm CMOS 4位1 Gsample/s全并行模数转换器设计

介绍了一种基于0.35μm CMOS工艺的4位最大采样速率为1GHz的全并行结构模数转换器的设计.因为在高采样率的情况下,比较器的亚稳态问题降低了模数转换器的无杂散动态范围,在本次设计中对其进行了优化.后仿真结果表明,输入信号为22.949MHz,在1GHz采样率的情况下,信噪比达到25.08dB,积分非线性和微分非线性分别小于0.025LSB和0.01LSB,无杂散动态范围达到32.91dB.芯片采用具有两层多晶硅的0.35μmCMOS工艺设计,总面积为0.84mm2.     

用于CMOS低中频GPS接收机的模数转换器的设计考虑与实现

首先对用于CMOS低中频GPS接收机的模数转换器(ADC)进行了设计考虑.由ADC引入的信噪比降低与四个因素有关:中频带宽,采样率,ADC的比特数及ADC的最大阈值与噪声均方根比值.在设计考虑的基础上,采用TSMC 0.25tan CMOS单层多晶硅五层金属工艺实现了一个4 bit 16.368 MHz闪烁型模数转换器,并将重点放在了前置放大器和提出的新的比较器的设计和优化上.在时钟采样率16.368 MHz和输入信号频率4.092 MHz的条件下,转换器测试得到的信噪失真比为24.7 dB,无杂散动态范围为32.1 dB,积分非线性为 0.31/-0.46LSB,差分非线性为 0.66/-0.46LSB,功耗为3.5mW.ADC占用芯片面积0.07 mm2.     

一种用于高速高精度A/D转换器的自举采样电路

介绍了一种新型的CMOS自举采样电路。该电路适用于12位100 MHz采样频率的A/D转换器。采用P型栅压自举开关补偿技术,可以有效地克服采样管导通电阻变化引入的非线性失真,提高采样精度。仿真结果表明,采样时钟频率为100 MHz时,输入10 MHz信号,可得信噪失真比(SNDR)为102 dB,无杂散动态范围(SFDR)为103 dB。信号频率达到采样频率时,仍有超过85 dB的SNDR和87 dB的SFDR,满足高速高精度流水线A/D转换器对采样开关线性度和输入带宽的要求。电路采用SMIC 0.18μm CMOS数模混合工艺库实现,电源电压为1.8 V。     

一种数字CMOS工艺制造的10位100MS/s流水线ADC

介绍了采用0.18μm数字工艺制造、工作在3.3V下、10位100MS/s转换速率的流水线模数转换器。提出了一种适用于1.5位MDAC的新的金属电容结构,并且使用了高带宽低功耗运算放大器、对称自举开关和体切换的PMOS开关来提高电路性能。芯片已经通过流片验证,版图面积为1.35mm×0.99mm,功耗为175mW。14.7MS/s转换速率下测得的DNL和INL分别为0.2LSB和0.45LSB,100MS/s转换速率下测得的DNL和INL分别为1LSB和2.7LSB,SINAD为49.4dB,SFDR为66.8dB。     

一种用于时延积分CMOS图像传感器的10 bit全差分双斜坡模数转换器

为了满足时间延时积分(TDI)CMOS图像传感器转换全差分信号的需要,同时符合列并行电路列宽的限制,该文提出并实现了一种10 bit全差分双斜坡模数转换器(ADC)。在列并行单斜坡ADC的基础上,采用2个电容的上极板对差分输入进行采样,电容下极板接2个斜坡输出完成量化。基于电流舵结构的斜坡发生器同时产生上升和下降斜坡,2个斜坡的台阶电压大小相等。该电路使用SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计实现,ADC以19.49 kS/s的采样频率对1.32 kHz的输入进行采样,仿真得到无杂散动态范围和有效位数分别为87.92 dB和9.84 bit。测试显示该ADC的微分非线性误差和积分非线性误差分别为–0.7/+0.6 LSB和–2.6/+2.1 LSB。     

A 12-bit self-calibrating SAR ADC achieving a Nyquist 90.4-dB SFDR

This paper describes a 10 or 12 bit programmable successive approximation register ADC for bridge stress monitoring systems requiring high-resolution, high linearity, low power and small size. Its sampling rate is scalable, from 0 to 200 kS/s. The proposed ADC employs a novel time-domain comparator with offset cancellation. Prototyped in a 0.18-μm, 6MIP CMOS process, the ADC, at 12 bit, 100 kS/s, achieves a Nyquist SNDR of 68.74 dB (11.13), an SFDR of 90.36 dB, while dissipating 579.6 μW from a 1.8-V supply. The on-chip calibration improves the DNL from +0.2/?0.74 LSB to +0.23/?0.25 LSB and INL from +1.27/?0.97 LSB to +0.41/?0.4 LSB.     

14 bit 50 ms/s 0.18 μm CMOS pipeline ADC based on digital error calibration

Described is a 14 bit 50 MS/s CMOS four-stage pipeline A/D converter (ADC)-based on a digital code-error calibration. The proposed calibration technique measures the capacitor mismatch errors of the front-end multiplying DAC (MDAC) with the back-end pipeline stages while the measured code errors are stored in memory and corrected in the digital domain during normal conversion. The calibration needs the increased power dissipation and chip area of 1.4 and 10.7 , respectively, compared to a 14 bit uncalibrated conventional pipeline ADC. The prototype ADC fabricated in a 0.18 um CMOS process occupies an active die area of 4.2 mm² and consumes 140 mW at 1.8 V and 50 MS/s. After calibration, the measured DNL and INL of the ADC are improved from 0.69 to 0.39 LSB and from 33.60 to 2.76 LSB, respectively.     

An Ultra Low Energy 12-bit Rate-Resolution Scalable SAR ADC for Wireless Sensor Nodes

A resolution-rate scalable ADC for micro-sensor networks is described. Based on the successive approximation register (SAR) architecture, this ADC has two resolution modes: 12 bit and 8 bit, and its sampling rate is scalable, at a constant figure-of-merit, from 0-100 kS/s and 0-200 kS/s, respectively. At the highest performance point (i.e., 12 bit, 100 kS/s), the entire ADC (including digital, analog, and reference power) consumes 25 muW from a 1-V supply. The ADC's CMRR is enhanced by common-mode independent sampling and passive auto-zero reference generation. The efficiency of the comparator is improved by an analog offset calibrating latch, and the preamplifier settling time is relaxed by self-timing the bit-decisions. Prototyped in a 0.18-mum, 5M2P CMOS process, the ADC, at 12 bit, 100 kS/s, achieves a Nyquist SNDR of 65 dB (10.55 ENOB) and an SFDR of 71 dB. Its INL and DNL are 0.68 LSB and 0.66 LSB, respectively     

An 8-bit 80-Msample/s pipelined analog-to-digital converter withbackground calibration

An 8-bit 80-Msample/s pipelined analog-to-digital converter (ADC) uses monolithic background calibration to reduce the nonlinearity caused by interstage gain errors. Test results show that the ADC achieves a peak signal-to-noise-and-distortion ratio of 43.8 dB, a peak integral nonlinearity of 0.51 least significant bit (LSB), and a peak differential nonlinearity of 0.32 LSB with active background calibration. It dissipates 268 mW from a 3 V supply and occupies 10.3 mm ² in a single-poly 0.5 μm CMOS technology     

一个高线性13位流水线CMOS A/D转换器

介绍了一个采用多种电路设计技术来实现高线性13位流水线A/D转换器.这些设计技术包括采用无源电容误差平均来校准电容失配误差、增益增强(gain-boosting)运放来降低有限增益误差和增益非线性,自举(bootstrapping)开关来减小开关导通电阻的非线性以及抗干扰设计来减弱来自数字供电的噪声.电路采用0.18μm CMOS工艺实现,包括焊盘在内的面积为3.2mm2.在2.5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的微分非线性为-0.18/0.15LSB,积分非线性为-0.35/0.5LSB,信号与噪声加失真比(SNDR)为75.7dB,无杂散动态范围(SFDR)为90.5dBc;在5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的SNDR和SFDR分别为73.7dB和83.9dBc.所有测试均在2.7V电源下进行,对应于采样率为2.5MS/s和5Ms/s的功耗(包括焊盘驱动电路)分别为21mW和34mW.     

一个电容阵列定制的100MS/s，9bit，0.43mW逐次逼近型模数转换器

本论文介绍了一个带定制电容阵列的低功耗9bit,100MS/s逐次比较型模数转换器。其电容阵列的基本电容单元是一个新型3D,电容值为1fF的MOM电容。除此之外,改进后的电容阵列结构和开关转换方式也降低了不少功耗。为了验证设计的有效性,该比较器在TSMC IP9M 65nm LP CMOS工艺下流片。测试结果如下：采样频率100MS/s,输入频率1MS/s时,有效位数（ENOB）为7.4,bit,信噪失真比（SNDR）为46.40dB,无杂散动态范围（SFDR）为62.31dB。整个芯片核面积为0.030mm2,在1.2V电源电压下功耗为0.43mW。该设计的品质因数（FOM）为23.75fJ/conv。     

A 14-b 20-Msamples/s CMOS pipelined ADC

The capacitor error-averaging technique, updated with look-ahead decision and digital correction, is used to demonstrate a 14-b 20-Msamples/s pipelined analog-to digital converter (ADC) with no trimming or calibration. The prototype ADC exhibits a differential nonlinearity (DNL) of +0.23/-0.28 least significant bit (LSB), an integral nonlinearity (INL) of +0.95/-1.06 LSB, a spurious-free dynamic range (SFDR) of 91.6 dB, and a signal-to-noise ratio (SNR) of 74.2 dB with a 1-MHz input and a 20-MHz clock. The prototype in 0.5-μm CMOS occupies an area of 4.5×2.4 mm² and consumes 720 mW at 5 V     

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。