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.     

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。     

采用电压复位技术的像素级模数转换器

This paper presents a 50 Hz 15-bit analog-to-digital converter(ADC) for pixel-level implementation in CMOS image sensors.The ADC is based on charge packets counting and adopts a voltage reset technique to inject charge packets.The core circuit for charge/pulse conversion is specially optimized for low power,low noise and small area.An experimental chip with ten pixel-level ADCs has been fabricated and tested for verification.The measurement result shows a standard deviation of 1.8 LSB for full-scale output.The ADC has an area of 4545 m2 and consumes less than 2 W in a standard 1P-6M 0.18 m CMOS process.     

A 12 bit 100 MS/s pipelined analog to digital converter without calibration

A 1.8 V 12 bit 100 MS/s pipelined analog to digital converter(ADC) in a 0.18μm complementary metal-oxide semiconductor process is presented.The first stage adopts a 3.5 bit structure to relax the capacitor matching requirements.A bootstrapped switch and a scaling down technique are used to improve the ADC's linearity and save power dissipation,respectively.With a 15.5 MHz input signal,the ADC achieves 79.8 dB spurious-free dynamic range and 10.5 bit effective number of bits at 100 MS/s.The power consumpt...     

一种低功耗11位100MS/s采样率SAR ADC IP

本文介绍了一种双通道11位100MS/s采样率的混合结构SAR ADC IP。每个通道均采用flash-SAR结构以达到高速低功耗的目的。为了进一步降低功耗,flash和SAR中的比较器均采用全动态比较器。SAR中逐次逼近逻辑所需要的高速异步触发时钟采用门控环形振荡器产生。为了提高电容的匹配性,在版图设计中,采用底板包围顶板的MOM电容结构,有效减小电容寄生。本设计制造工艺为SMIC55nm的低漏电CMOS工艺,双通道的总面积为0.35mm2且核心面积仅为0.046 mm2。双通道模数转换器在1.2V供电电压下消耗的总电流为2.92mA。在2.4MHz输入和50MHz输入下的有效转换位数（ENOB）分别为9.9位和9.34位。计算得出本设计的FOM值为18.3fJ/conversion-step。     

无采样保持运放的12位流水线A/D转换器

设计了一个12位200MS/s中频采样的流水线ADC,将输入信号采样保持功能集成在第一级级电路中,从而省去了采样保持运算放大器电路(SHA-less)。设计了带有占空比稳定功能的时钟延迟锁相环电路(DLL),同时有效控制采样时钟的抖动保证高频输入信号的转换性能。     

一种1024级灰度大电容负载的LCD驱动芯片设计

设计了一种基于动态扫描原理的液晶显示(LCD)驱动芯片。该芯片为高压CMOS数模混合集成电路并支持输出频率可选功能。芯片输入数据频率为13.5MHz,输出1 024级256列模拟电压信号直接驱动LCD,输出电压幅度可达12V以上。负载为200pF时,最大摆幅上升/下降时间小于5μs。芯片采用新加坡特许半导体(Chartered)0.35μm、18V高压工艺设计,并进行了仔细的版图设计以减小匹配误差,仿真结果显示电路性能完全满足设计指标要求。     

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.     

一种用于降低电容失配误差的电容选择配对技术

对于开关电容模数转换器来说,电容失配是一种主要的非线性误差源.为了减少电容失配误差,本文提出了一种差分电容选择配对技术.该技术基于差分级电路的增益误差正比于差分采样电容和与差分反馈电容和之间的相对误差的原理,通过电容比较和电容交换等电路技术,对电路中的工作电容进行选择配对来减小增益误差.概率分析和Monte Carlo仿真表明,该技术可将模数转换器的线性指标提高0.6-bit以上.与其他电容失配校准技术相比,该技术具有校准电路简单、不影响模数转换速度、对工作环境变化不敏感等特点.