一种CMOS超高速主从式采样/保持电路

基于65 nm CMOS工艺,设计了一种新型的CMOS主从式采样/保持电路。采用全差分开环主从式的双通道采样结构,提高了电路的线性度。采用负电压产生技术,解决了纳米级工艺下电源电压低的问题。采用Cadence Spectre软件对电路进行仿真分析。仿真结果显示,在1.9 V电源电压、相干采样下,当输入频率为1.247 5 GHz,峰-峰值为0.4 V的正弦波信号,采样率为2.5 GS/s,负载为0.8 pF时,电路的无杂散动态范围(SFDR)为78.31 dB,总谐波失真(THD)为－75.69 dB,有效位为11.51位,可用于超高速A/D转换器中。     

一种100 MHz采样频率CMOS采样/保持电路

设计了一种高速采样保持电路。该电路采用套筒级联增益自举运算放大器,可在达到高增益高带宽的同时最大程度地减小功耗;优化了采样开关,获得了良好的线性度,减少了输出误差;电路的采样频率达到100 MHz。采用Charter半导体公司的0.35μm标准CMOS工艺库,对整体电路和分块电路进行了性能分析和仿真。     

12位50 MHz流水线ADC采样保持电路实现

对采样保持电路进行研究,对增益提高的运算放大器进行2阶系统模拟,得到最佳设计参数;提出一种栅压自举开关电路结构;设计了一个用于12位50 MHz流水线A/D转换器的采样保持电路.采用SMIC 0.35 μm混合CMOS工艺,对整个A/D转换器进行实现.测试结果表明,采样保持电路完全满足设计要求.     

一种用于高速14位A/D转换器的采样/保持电路

介绍了一种采用0.35 μm CMOS工艺的开关电容结构采样/保持电路.电路采用差分单位增益结构,通过时序控制,降低了沟道注入电荷的影响;采用折叠共源共栅增益增强结构放大器,获得了要求的增益和带宽.经过电路模拟仿真,采样/保持电路在80 MSPS、输入信号(Vpp)为2 V、电源电压3 V时,最大谐波失真为-90 dB.该电路应用于一款80 MSPS 14位流水线结构A/D转换器.测试结果显示:A/D转换器的DNL为0.8/-0.9 LSB,INL为3.1/-3.7 LSB,SNR为70.2 dB,SFDR为89.3 dB.     

CMOS图像传感器集成A/D转换器技术的研究

片上集成A／D转换器是CMOS图像传感器的关键部件,我们分析和比较了三类不同集成方式：芯片级,列级和象素级的原理,性能和特点。最后,展望了CMOS图像传感器上集成A／D转换器的未来发展趋势。     

一种应用于CMOS图像传感器数字双采样ADC的PGA电路

提出了一种应用于CMOS图像传感器数字双采样模数转换器(ADC)的可编程增益放大器(PGA)电路。通过增加失调采样电容,采集PGA运放和电容失配引入的失调电压,在PGA复位阶段和放大阶段进行相关双采样和放大处理,通过数字双采样ADC将两个阶段存储电压量化,并在数字域做差,降低了PGA电路引入的固定模式噪声。采用0.18μm CMOS图像传感器专用工艺进行仿真,结果表明:在输入失调电压-30~30mV变化区间,提出的PGA的输出失调电压可以降低到1mV以下,相比传统PGA输出失调电压随输入失调电压单倍线性关系而言大大降低了列固定模式噪声。     

一种全差分CMOS采样/保持电路

文章对影响采样/保持电路精度的电荷注入效应和时钟馈通效应进行了分析,提出了一种全差分CMOS采样/保持电路的设计方案,有效地消除了电荷注入效应误差和时钟馈通误差,极大地减小了其非线性误差,并保证了较高的精度。设计的电路采用TSMC 0.35μm CMOS工艺提供的PDK,在Cadence SpectreS环境下进行仿真验证。测试结果表明,电路信噪比达-81 dB,积分非线性为±0.25 LSB。该电路已运用到一种高速高精度A/D转换器中,性能良好。     

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。     

用于低噪声CMOS图像传感器的流水线ADC设计及其成像验证

在对低噪声CMOS图像传感器的研究中,除需关注其噪声外,目前数字化也是它的一个重要的研究和设计方向,设计了一种可用于低噪声CMOS图像传感器的12 bit,10 Msps的流水线型ADC,并基于0.5μm标准CMOS工艺进行了流片。最后,通过在PCB测试版上用本文设计的ADC实现了模拟输出的低噪声CMOS图像传感器的模数转换,并基于自主开发的成像测试系统进行了成像验证,结果表明,成像画面清晰,该ADC可作为低噪声CMOS图像传感器的芯片级模数转换器应用。     

一种10位50 MSPS CMOS流水线A/D转换器

介绍了一种CMOS流水线结构高速高精度A／D转换器，该器件具有50MHz工作频率和10位分辨率。设计采用双采样技术，提高了有效采样率；由于运用了冗余数字校正技术，可以采用低功耗的动态比较器。对转换器的单元结构进行了优化，并对主要电路进行了分析。     

用于10位100 MS/s流水线A/D转换器的采样保持电路

设计了一个用于10位100 MHz采样频率的流水线A/D转换器的采样保持电路。选取了电容翻转结构;设计了全差分套筒式增益自举放大器,可以在不到5 ns内稳定在最终值的0.01%内;改进了栅压自举开关,减少了与输入信号相关的非线性失真,提高了线性度。采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,2.5 V电源电压,对电路进行了仿真和性能验证,并给出仿真结果。所设计的采样保持电路满足100 MHz采样频率10位A/D转换器的性能要求。     

适用于12 bit流水线ADC采样保持电路的设计

介绍了一种用于12 bit,20 MS/s流水线模数转换器前端的高性能采样/保持电路。该电路采用全差分结构、底极板采样来消除电荷注入和时钟馈通误差。采用栅压自举开关,并通过对电路中的开关进行组合优化,极大地提高了电路的线性性能。同时,运算放大器采用折叠式增益增强结构,以获得较高的增益和带宽。采用CSMC公司的0.5μm CMOS工艺库,对电路进行了仿真和流片。结果表明,在5 V电源电压下,采样频率为20 MHz,采样精度可达到0.012%,在输入信号为奈奎斯特频率时,无杂散动态范围(SFDR)为76 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。

     

High-Speed CMOS Track/Hold Circuit Design

This paper describes the design of a high-speed CMOSTrack/Hold circuit in front of an ADC. The Track/Hold circuit employsdifferential open-loop architecture, very linear source follower inputbuffers, NMOS sampling switches and bootstrap sampling-switch drivercircuits for high-speed operation with 3.3 V supply voltage. SPICEsimulations with MOSIS 0.35 m CMOS BSIM3v3 parameters showed thatit achieves a signal-to-(noise+distortion)-ratio (SNDR) of morethan 50 dB for up to 100 MHz sinusoidal input at 200 MS/s with 40 mWpower consumption.     

12位100 MSPS CMOS双采样/保持电路

提出了一种基于时间交织原理的双采样/保持电路;分析了其相比于传统单采样技术实现高速度、高精度,同时降低功耗的优点。设计的栅压自举开关有效提高了采样的线性度。另外,为满足双采样技术的特殊应用,设计了带双边型开关电容共模反馈的全差分运放。采用SMIC0.18μmCMOS工艺仿真设计的双采样/保持电路可实现12位采样精度、100 MSPS采样速率、92.34 dB线性度和29 mW功耗的高性能。     

一种应用于CMOS图像传感器的列级高精度ADC设计

针对CMOS图像传感器高精度和低功耗的需求,设计了一种14位列级模数转换器(ADC)。在传统斜坡式模数转换器(RAMP ADC)架构基础上,采用了3位逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)与11位RAMP ADC相结合的两步式结构,有效缩短了量化时间。RAMP ADC部分采用高低时钟的计数方法,可显著降低计数区间内的功耗。同时,提出了RAMP-SAR-RAMP切换的相关双采样逻辑,可进一步减少静态随机存取存储器(SRAM)数量,从而缩小版图面积。采用0.18μm标准CMOS工艺进行仿真,结果表明:在600 MHz时钟、单沿计数的工作模式下,ADC量化时间为9.32μs,在1.8 V数字电源电压下,计数区间内功耗均值为8.51μW。     

一种用于CMOS图像传感器的Column-Level模数转换器

设计了一种用于CMOS图像传感器(CIS)的column-level模数转换器(ADC)。它由一种新型斜坡发生器构成,具有分辨率可调的特点,而且以简单的结构实现了高精度和低功耗,占用较小的版图面积。基于0.35μm2P4M标准CMOS工艺,8bit ADC转换时间约50μs,最大线性误差小于±0.5LSB。在分辨率为640×480pixel的CIS中,每列共用1个比较器,提高了传感器的吞吐速率,帧频约40fps;3.3V电压下ADC总功耗不超过27mW,占用版图面积约0.5mm2。