一个用于12位40-MS/s低功耗流水线ADC的MDAC电路设计

文中设计了一个用于12位40MHz采样率低功耗流水线ADC的MDAC电路.通过对运放的分时复用,使得一个电路模块实现了两级MDAC功能,达到降低整个ADC功耗的目的.通过对MDAC结构的改进,使得该模块可以达到12bit精度的要求.通过优化辅助运放的带宽,使得高增益运放能够快速稳定.本设计在TSMC0.35μmmixsignal3.3V工艺下实现,在40MHz采样频率下,以奈奎斯特采样频率满幅(Vpp=2V)信号输入,其SINAD为73dB,ENOB为11.90bit,SFDR为89dB.整个电路消耗的动态功耗为9mW.     

用于12bit250MS/s流水线ADC的运算放大器设计

设计了一种应用于12 bit 250 MS/s采样频率的流水线模数转换器(ADC)的运算放大器电路.该电路采用全差分两级结构以达到足够的增益和信号摆幅;采用一种改进的频率米勒补偿方法实现次极点的“外推”,减小了第二级支路所需的电流,并达到了更大的单位增益带宽.该电路运用于一种12 bit 250 MS/s流水线ADC的各级余量增益放大器(MDAC),并采用0.18 μm 1P5M 1.8 V CMOS工艺实现.测试结果表明,该ADC电路在全速采样条件下对于20 MHz的输入信号得到的信噪比(SNR)为69.92 dB,无杂散动态范围(SFDR)为81.17 dB,整个ADC电路的功耗为320 mW.     

一种用于12位250MSPS流水线ADC的中频采样前端

设计了一种具有中频采样功能的流水线ADC采样保持前端电路.采样保持前端电路采用基于开关电容的底板采样翻转式结构,运算放大器采用了米勒补偿型两级结构以提高信号摆幅,采样开关采用了消除衬底偏置效应的自举开关以提高中频采样特性.该采样保持前端电路被运用于一种12位250 MSPS流水线ADC,电路采用0.18μm lP5M 1.8 V CMOS工艺实现,测试结果表明该ADC电路在全速采样条件下对于20 MHz的输入信号得到的SNR为69.92 dB,SFDR为81.17 dB,-3 dB带宽达700 MHz以上,整个前端电路的功耗为58 mW.     

CCD图像采集系统的低功耗流水线ADC设计

设计了一个适用于面阵OCD图像采集系统的10位、90MSPS流水线ADC.通过采用低功耗动态比较器和省略输入级采样保持模块使得该高速ADC具有低功耗的优点.电路设计使用Charter 0.35μm3.3V 2P4M CMOS工艺.仿真结果表明:90MHz的采样速率、3.3MHz正弦信号输入下,该ADC模块具有9.3bit的有效分辨率,最大DNL为0.5LSB,最大INL为0.8LSB,整个ADC功耗仅为35.4mW.     

一种10位250 MS/s电荷域流水线ADC

提出了一种高速、低功耗、小面积的10位 250 MS/s 模数转换器(ADC)。该ADC采用电荷域流水线结构,消除了高增益带宽积的跨导运算放大器,降低了ADC功耗。采用流水线逐级电荷缩减技术,降低了后级电路的电荷范围,减小了芯片面积。测试结果表明,在250 MS/s采样速率、9.9 MHz输入正弦信号的条件下,该ADC的无杂散动态范围(SFDR)为64.4 dB,信噪失真比(SNDR)为57.7 dB,功耗为45 mW。     

一种低功耗高精度模数转换器的设计

本文描述一个基于0．25μm CMOS工艺的、低功耗的13b，15MS／s流水线ADC的设计。为了达到13b的转换精度，在电路设计中采用了电容误差平均技术和增益自举运算放大器；为了实现低功耗设计，在电路设计中综合采用了运算放大器共享、输入采样保持放大器消去、按比例缩小和动态比较器等技术。在考虑工艺实现中的非理想因素的条件下，对ADC电路进行晶体管级Monte-Carlo仿真，当ADC以15MHz的采样率对1．1MHz的正弦输入信号进行采样转换时，在其输出得到了80．8dBc的非杂散动态范围（SFDR），并且此时ADC模拟部分的功耗仅为10mW。结果表明：该ADC达到了13b15MS／S的设计性能，实现了低功耗的设计目标。     

用于12 bit 40 MS/s低功耗流水线ADC的采样保持电路

设计了一个可降低12 bit 40 MHz采样率流水线ADC功耗的采样保持电路。通过对运放的分时复用,使得一个电路模块既实现了采样保持功能,又实现了MDAC功能,达到了降低整个ADC功耗的目的。通过对传统栅压自举开关改进,减少了电路的非线性失真。通过优化辅助运放的带宽,使得高增益运放能够快速稳定。本设计在TSMC0.35μm mix signal 3.3 V工艺下实现,在40 MHz采样频率,输入信号为奈奎斯特频率时,其动态范围(SFDR)为85 dB,信噪比(SNDR)为72 dB,有效位数(ENOB)为11.6 bit,整个电路消耗的动态功耗为14 mW。     

1.8V 10位 50Ms/s低功耗流水线ADC的设计

采用每级1.5位精度的流水线结构,设计了一个10位50 Ms/ s的低功耗ADC.每级流水线所用的电容按比例缩小,大大地节省了功耗.同时提出了一种提高OTA压摆率的方法,进一步降低了电路的功耗,采用TSMC0.18μm CMOS工艺进行设计,结果表明该ADC在输入频率20MHz、采样速率50MHz下,SNR为59dB,DNL和INL分别为±0.4和±0.5 LSB,ADC的功耗为47mW.     

一种用于高速流水线ADC的时钟管理器

文章设计了一种用于高速流水线ADC的时钟管理器,该电路以延迟锁相环(DLL)电路为核心,由偏置电路、时钟输入电路、50%占空比稳定电路和无交叠时钟电路构成。该电路用0.35μmBiCMOS工艺条件下cadence spectre仿真。由测量结果可知,时钟管理器可以实现70MHz~300MHz有效输出。在250MHz典型频率下测得峰值抖动为16ps,占空比为50%,功耗为47mW。仿真结果表明该时钟管理器具有高速度、高精度、低功耗的特点,适用于高速流水线ADC。     

14位50MS/s100mW0.18μm CMOS流水线ADC

实现了一种14位40MS/s CMOS流水线A/D转换器(ADC)。在1.8V电源电压下,该ADC功耗仅为100mW。基于无采样/保持放大器前端电路和双转换MDAC技术,实现了低功耗设计,其中,无采样/保持放大器前端电路能降低约50%的功耗,双转换MDAC能降低约10%的功耗。该ADC采用0.18μm CMOS工艺制作,芯片尺寸为2.5mm×1.1mm。在40MS/s采样速率、10MHz模拟输入信号下进行测试,电源电压为1.8V,DNL在±0.8LSB以内,INL在±3.5LSB以内,SNR为73.5dB,SINAD为73.3dB,SFDR为89.5dBc,ENOB为11.9位,THD为-90.9dBc。该ADC能够有效降低SOC系统、无线通信系统及数字化雷达的功耗。     

一种14位85 MS/s流水线型ADC

基于0.18μm CMOS工艺设计与实现了一种14位85 MS/s流水线型模数转换器(ADC)。采用多种低功耗设计技术来降低系统功耗和面积,包括无采样保持电路前端和运算放大器共享等技术。在无数字校准的条件下,在3.3 V电源电压、85 MHz的时钟频率和70 MHz正弦输入信号频率下,达到了67.9 dBFS的信噪比(SNR)以及82.2 dBFS的无杂散动态范围(SFDR)。该ADC功耗为322 mW,面积为0.6 mm²,适合用于需求低功耗ADC的通信系统中。     

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.     

12 bit 200 MS/s时间交织流水线A/D转换器的设计

介绍了一款应用于无线收发系统的12 bit 200 MS/s的A/D转换器(ADC).流水线型模数转换器是从中频采样到高频采样并且具有高精度的典型结构,多个流水线型模数转换器利用时间交织技术合并成一个模数转换器的构想则是复杂结构和能量利用率之间的折中选择.采用了时间交织、流水线和运算放大器共享等技术,既提高了速度和精度,也节省了功耗.同时为了减小时序失配对时间交织流水线ADC性能的影响,提出了一种对时序扭曲不敏感的采样保持电路.采用SMIC 0.13 μm CMOS工艺进行了电路设计,核心电路面积为1.6 mm×1.3 mm.测试结果表明,在采样速率为200 MS/s、模拟输入信号频率为1 MHz时,无杂散动态范围(SFDR)可以达到67.8 dB,信噪失真比(SNDR)为55.7 dB,ADC的品质因子(FoM)为1.07 pJ/conv.,而功耗为107 mW.     

基于功耗优化的流水线ADC研制

提出了一种使流水线模数转换器功耗最优的系统划分方法。采用Matlab进行模拟,以信噪比(SNR)为约束,得出一定精度条件下,流水线ADC各子级分辨率和各级采样电容缩减因子的不同选取组合;又以功耗为约束,从以上多种组合中找到满足最低功耗的流水线ADC结构划分方法。基于以上分析,在SMIC 0.35μm工艺条件下,设计了一个10 bit、采样率20 MS/s的流水线ADC,并流片验证。2.1 MHz输入频率下测试,SFDR=73 dB、ENOB=9.18 bit,模拟部分核心功耗102.3 mW。     

0.18μm数字CMOS工艺下的高增益运算放大器设计

基于SMIC 0.18μm数字CMOS工艺,设计了一种基于增益增强技术的折叠式共源共栅运算放大器,并采用衬底校准技术增大了运放的输入摆幅,可用于13位30MHz采样频率的流水线模数转换器,分析了受流水线性能限制的运放性能.仿真结果表明运放在1V的输入摆幅下开环增益大于100dB,8.5pF负载电容下单位增益带宽为322MHz,功耗仅为1.9mW.     

0.18μm数字CMOS工艺下的高增益运算放大器设计

基于SMIC 0.18μm数字CMOS工艺，设计了一种基于增益增强技术的折叠式共源共栅运算放大器，并采用衬底校准技术增大了运放的输入摆幅，可用于13位30MHz采样频率的流水线模数转换器，分析了受流水线性能限制的运放性能. 仿真结果表明运放在1V的输入摆幅下开环增益大于100dB, 8.5pF负载电容下单位增益带宽为322MHz，功耗仅为1.9mW.     

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。     

流水线ADC功耗优化算法及其硬件实现

提出了一种针对流水线模数转换器的功耗优化算法,包括各级分辨率的分配、电容缩减、各级电流控制、各级电路结构选择和最后确认五部分.采用了上述功耗优化算法,并引入了改进的取样保持放大器和比较器,在TSMC0.18μmCMOS工艺下,设计了一个10位,取样速率80MHz的流水线ADC.在40MHz输入信号下,SNDR和SFDR分别为58.1dB和60.14dB,功耗为57mW.原型测试结果说明此算法可在保证ADC特性的前提下,达到功耗优化的目的.     

一个低功耗的带片上参考电压缓冲器的12位30兆采样率的CMOS流水线模数转换器

介绍了一个在0.13µm 1P8M CMOS工艺下实现的12位30兆采样率流水线模数转换器。提出了一种消除前端采样保持电路的低功耗设计方法。除了第一级之外,带双输入的两级cascode补偿的运算放大器在相邻级间共享以进一步地减小功耗。该模数转换器在5MHz的模拟输入和30.7MHz的采样速率下达到了65.3dB的SNR,75.8dB的SFDR和64.6dB的SNDR。该芯片在1.2V电源电压下消耗33.6mW。FOM达到了0.79pJ/conv step。     

0.18μm数字CMOS工艺下的高增益运算放大器设计

基于SMIC 0.18μm数字CMOS工艺,设计了一种基于增益增强技术的折叠式共源共栅运算放大器,并采用衬底校准技术增大了运放的输入摆幅,可用于13位30MHz采样频率的流水线模数转换器,分析了受流水线性能限制的运放性能.仿真结果表明运放在1V的输入摆幅下开环增益大于100dB,8.5pF负载电容下单位增益带宽为322MHz,功耗仅为1.9mW.