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.     

用于DTMB接收机的10bit,40MS/s,72dB SFDR流水线模数转换器

介绍了一个应用于数字电视地面多媒体广播(DTMB)接收机的10-bit,40-MS/s流水线模数转换器(ADC),通过优化各级电容大小和运算放大器电流大小,在保证电路性能的同时降低了功耗.测试结果为:在40MHz采样率,4.9MHz输入信号下,可以获得9.14bit的有效位数(ENOB),72.3dB无杂散动态范围(SFDR).电路微分非线性(DNL)的最大值为0.38LSB,积分非线性(INL)的最大值为0.51LSB.电路采用0.18μm 1P6M CMOS工艺实现,电源电压为3.3V,核心面积为1mm2,功耗为78mW.     

用于DTMB接收机的10bit,40MS/s,72dB SFDR流水线模数转换器

介绍了一个应用于数字电视地面多媒体广播(DTMB)接收机的10-bit,40-MS/s流水线模数转换器(ADC),通过优化各级电容大小和运算放大器电流大小,在保证电路性能的同时降低了功耗.测试结果为:在40MHz采样率,4.9MHz输入信号下,可以获得9.14bit的有效位数(ENOB),72.3dB无杂散动态范围(SFDR).电路微分非线性(DNL)的最大值为0.38LSB,积分非线性(INL)的最大值为0.51LSB.电路采用0.18μm 1P6M CMOS工艺实现,电源电压为3.3V,核心面积为1mm2,功耗为78mW.     

基于0.18μm CMOS工艺的 0.23pJ/step 11.05bit 有效位 125MS/s 流水线型模数转换器

本文描述了一款基于0.18μm标准CMOS工艺设计的12位 125-MS/s 的流水线型模数转换器。为了提高采样的线性度,采用了栅压自举开关和底极板采样技术。其微分非线性和积分非线性分别为0.79 LSB和0.86 LSB。在输入频率为10.5MHz时,本模数转换器可以实现11.05bit的有效位,在输入频率接近奈奎斯特频率时,仍可以达到10.5 bit的有效位。本模数转换器工作电压为1.9V,功耗62 mW,面积1.17 mm2,其中包含片内参考电压产生电路。本模数转换器的FOM值为0.23 pJ/step。     

一种新型双采样CMOS采样保持电路

应用改进的双采样技术设计了一个标准CMOS模拟工艺下、采样率为80MHz的采样保持电路.应用单一时钟控制采样以消除两相采样的不匹配;采用时钟控制的双输入端运放以消除存储效应并消除大部分失调;采用栅压自举的采样开关以减小非线性失真.仿真结果表明,在2.5V电源电压下,当输入信号频率为37MHz时,采样保持电路可获得11bit的精度,消耗13mW的功耗.     

基于0.13 μm CMOS工艺的14位50 MS/s流水线ADC

设计并实现了一种14位50 MS/s流水线ADC。采用无采保放大器的前端电路和运放共享技术,在达到速度及精度要求的同时降低了功耗。该流水线ADC采用0.13 μm标准CMOS工艺实现,芯片尺寸为2.7 mm×2.1 mm。在电源电压为1.2 V、采样速率为50 MS/s、模拟输入信号频率为28 MHz的条件下进行测试。结果表明,该ADC的功耗为91.2 mW,SFDR为82.39 dBFS,SNR为72.45 dBFS,SNDR为71.13 dB,ENOB为11.52 bit,THD为-81.28 dBc,DNL在±1 LSB以内,INL在±3 LSB以内,品质因子FOM为0.62 pJ/step。     

一种10bit 200MS/s电流型DAC设计

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,采用了具有电荷抽放技术的电流源结构,以及新型锁存电路产生同步控制信号.设计了一个10位精度的数模转换器(DAC),电源电压为1.8 V,在50负载条件下,DAC满量程输出电流为4mA.当采样频率为200 MHz,输入频率为5 MHz的情况下.满量程功耗为15 mw.微分非线性误差(DNL)为0.25 LSB,积分非线性误差(INL)为0.15 LSB,无杂散动态范围达到79.7 dB.     

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.     

低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

基于0.18μm CMOS混合信号工艺,设计了一个低功耗10位30 MS/s流水线A/D转换器.通过优化各级采样电容和运放(0TA)偏置电流,以及使用动态比较器,大大降低了整体功耗.采用增益自举开关,以减少开关非线性;引入数字校正技术,以提高转换精度.当采样时钟频率为32 MHz、输入信号频率为16 MHz时,信噪失真比(SNDR)为59 Db,无杂散动态范围(SFDR)为71 Db.AD(:核心电路版图面积为0.64 mm2,功耗仅为32 Mw.     

A 1-V 1.25-GS/S 8-Bit Self-Calibrated Flash ADC in 90-nm Digital CMOS

We present an 8-bit 1.25-GS/s flash analog-to-digital converter (ADC) in 90-nm digital CMOS with wide analog input bandwidth and low power dissipation. The ADC employs two key techniques: a self-biased track-and-hold amplifier which enhances the ADC full-scale voltage and enables the converter operating under a single 1-V supply; and an improved calibration scheme based on reference pre-distortion to enhance the ADC linearity without sacrificing its sampling speed. The prototype converter thus achieves 7-, 6.9-, 6.5–bit ENOB at 1.25 GS/s for input signal frequencies of 10 MHz, 600 MHz, and 1.3 GHz, respectively, and better than 52-dB SFDR across the full Nyquist-band, while dissipating 207 mW from a single 1-V supply.      

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.     

0.13 μm CMOS 60 dB SFDR的8 bit 250 MS/s模数转换器

论述了一种高速度低功耗的8位250 MHz采样速度的流水线型模数转换器(ADC).在高速度采样下为了实现大的有效输入带宽,该模数转换器的前端采用了一个采样保持放大器(THA).为了实现低功耗,每一级的运放功耗在设计过程中具体优化,并在流水线上逐级递减.在250 MHz采样速度下,测试结果表明,在1.2 V供电电压下,所有模块总功耗为60 mw.在19 MHz的输入频率下,SFDR达到60.1 dB,SNDR为46.6 dB,有效比特数7.45.有效输入带宽大于70 MHz.该ADC采用TSMC 0.13μm CMOS 1P6M工艺实现,芯片面积为800 μm×700μm.     

A reconfigurable two-stage cyclic ADC for low-power applications in 3.3 V 0.35 µm CMOS

This article presents a reconfigurable pipeline analog-to-digital converter (ADC) using a two-stage cyclic configuration. The ADC consists of two stages with 1.5 effective bit resolution, two reference circuits for voltage and current biasing, and a clock generator and timing circuit. Throughout the development of this ADC, several techniques were combined for reducing the power consumption as well as for preserving the converter linearity. To reduce the power consumption, the circuit has a single operational trans-conductance amplifier shared by both pipeline stages. To keep conversion linearity, circuits such as the bootstrapped complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) transmission gates and a robust comparator topology were implemented. The circuit can be configured to perform conversion between 7 and 15 bit resolutions, and it works with the master clock frequency in the range of 1 kHz to 40 MHz. The circuit has been prototyped in a 3.3 V 0.35 µm CMOS process and consumes 14.1 mW at 40 MHz and 8 MSample/s sampling rate. With this resolution and sampling rate, it achieves 60.1 dB SNR, 56.57 dB SINAD and 9.1 bit ENOB at 0.666 MHz input frequency and 53.6 dB SNR, 52.4 dB SINAD and 8.6 bit ENOB at 3.85 MHz input frequency. The technological FOM obtained was 13.2 A s/m².     

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 1.8-V 22-mW 10-bit 30-MS/s Pipelined CMOS ADC for Low-Power Subsampling Applications

This paper describes a 10-bit 30-MS/s subsampling pipelined analog-to-digital converter (ADC) that is implemented in a 0.18 mum CMOS process. The ADC adopts a power efficient amplifier sharing architecture in which additional switches are introduced to reduce the crosstalk between the two opamp-sharing successive stages. A new configuration is used in the first stage of the ADC to avoid using a dedicated sample-and-hold amplifier (SHA) circuit at the input and to avoid the matching requirement between the first multiplying digital-to-analog converter (MDAC) and flash input signal paths. A symmetrical gate-bootstrapping switch is used as the bottom-sampling switch in the first stage to enhance the sampling linearity. The measured differential and integral nonlinearities of the prototype are less than 0.57 least significant bit (LSB) and 0.8 LSB, respectively, at full sampling rate. The ADC exhibits higher than 9.1 effective number of bits (ENOB) for input frequencies up to 30 MHz, which is the twofold Nyquist rate (fs/2), at 30 MS/s. The ADC consumes 21.6 mW from a 1.8-V power supply and occupies 0.7 mm², which also includes the bandgap and buffer amplifiers. The figure-of-merit (FOM) of this ADC is 0.26 pJ/step.     

一种12位80 MS/s CMOS流水线ADC设计

介绍了一种12 bit 80 MS/s流水线ADC的设计,用于基带信号处理,其中第一级采用了2.5 bit级电路,采样保持级采用了自举开关提高线性,后级电路采用了缩减技术,节省了芯片面积.采用了折叠增益自举运放,优化了运放的建立速度,节省了功耗.芯片采用HJTC0.18μm标准CMOS工艺,1.8 V电压供电,版图面积2.3 mm × 1.4 mm.版图后仿真表明,ADC在8 MHz正弦信号1 V峰值输入下,可以达到11.10 bit有效精度,SFDR达到80.16 dB,整个芯片的功耗为155 mW.     

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.     

一种10位50MHz流水线模数转换器的设计

采用每级1.5 bit和每级2.5 bit相结合的方法设计了一种10位50 MHz流水线模数转换器。通过采用自举开关和增益自举技术的折叠式共源共栅运算放大器,保证了采样保持电路和级电路的性能。该电路采用华润上华(CSMC)0.5μm 5 V CMOS工艺进行版图设计和流片验证,芯片面积为5.5 mm2。测试结果表明:该模数转换器在采样频率为50 MHz,输入信号频率为30 kHz时,信号加谐波失真比(SNDR)为56.5 dB,无杂散动态范围(SFDR)为73.9 dB。输入频率为20 MHz时,信号加谐波失真比为52.1 dB,无杂散动态范围为65.7 dB。     

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。