电荷再分配SAR ADC低能耗电容阵列Matlab模型

为了减小SAR ADC的功耗和面积,结合SAR ADC无源元件的匹配理论,采用理论分析推导及Matlab建模验证的方式,针对多种电荷再分配型SAR ADC,对其中电容阵列的能量损耗进行比较和讨论.在分析传统电荷再分配结构以及近期文献提出的两种低能耗结构(电容拆分结构和两步式结构)的基础上,提出一种结合双端采样和单位电容缩放的新型转换结构,与其他几种结构相比较,该新型结构在能耗和面积上都得到了显著优化,并且工艺实现也非常方便,适合低功耗片上系统的应用.     

一种基于电流输出DAC的逐次逼近A/D转换器

设计了一种12位逐次逼近A/D转换器.该A/D转换器具有四种信号输入范围,利用电阻网络使不同量程的模拟输入与内部DAC输出范围保持一致,从而使用相同的比较器和基准实现对不同范围输入信号的A/D转换;采用一种新型分段电流源结构,利用电流信号实现内部DAC及逐次比较功能.该电路采用2 μm LC2MOS工艺实现,其积分线性误差(INL)和微分线性误差(DNL)均为±1/2 LSB,最大转换时间为12 μs.     

一种基于90 nm工艺的10位电荷再分配型逐次逼近模数转换器IP

在比较了三种不同的分段式全电容D/A结构的基础上,介绍了一种10 bit电荷再分配型逐次逼近A/D转换器IP的设计.该转换器采用UMC 90 nm SP-RVT CMOS工艺.该转换器IP的特点是采用了一种利用边缘效应的边缘电容器来代替代价昂贵的PIP和MIM电容器,提高了该IP的工艺兼容性,降低了成本.后仿真结果显示,此A/D转换器在1 Msam-ple/S的速度下,有效位数可达9.6 bit,功耗仅为500μW.     

权电容DAC完全响应分析

在考虑MOS管开关导通电阻的情况下,对权电容DAC做了复频域分析。分析结果指出,权电容DAC的输出电压信号中仅含有零状态响应,没有零输入响应。在分析中,将每个加权电容-MOS管开关作为一个独立的支路,把二进制数字信号序列作为权电容DAC的输入控制信号,每一个输入数字信号对应于权电容DAC的一个模拟输出电压,且每个输入数字信号保持的时间足以使电路进入稳定状态。由此,建立了一种权电容DAC的完全响应模型,只要二进制数字信号保持的时间足够长,权电容DAC的输出中就不会含有零输入响应分量。这对于分析权电容DAC的各种技术特性具有十分重要的意义。     

SAR A/D转换器中电容失配问题的分析

在逐次逼近型(SAR)A/D转换器的设计过程中,电容网络的匹配精度对A/D转换器系统精度有着至关重要的影响。详细推导了电容失配误差与A/D转换器精度的关系表达式,给出了严密的理论证明,为电路设计人员选择工艺、版图方式、电路结构和电容大小提供了有力的理论基础。此论证方式也适用于电阻网络等其他二进制加权网络的精度计算。     

一种2.5 V 1-MS/s 12位逐次逼近A/D转换器

设计了一种低功耗、中速中精度的单端输入逐次逼近A/D转换器,用于微处理器外围接口。其D/A转换器采用分段电容阵列结构,有利于版图匹配,节省了芯片面积;比较器使用三级前置放大器加锁存器的多级结构,应用了失调校准技术;控制电路协调模拟电路完成逐次逼近的工作过程,并且可以控制整个芯片进入下电模式。整个芯片使用UMC 0.18μm混合模式CMOS工艺设计制造,芯片面积1 400μm×1 030μm。仿真结果显示,设计的逐次逼近A/D转换器可以在2.5 V电压下达到12位精度和1 MS/s采样速率,模拟部分功耗仅为1 mW。     

一个8位110kSPS逐次逼近型A／D转换器

探讨和研究逐次逼近型A/D转换器(ADC).理论分析了它的原理和一般结构,给出了一个具体结构的ADC框图和多个具体的子模块电路图;并通过实验仿真,构造了一个分辨率为8位、采样速率达110 kSPS的逐次逼近型ADC,给出了具体的实验仿真结果,以此验证该电路结构的可行性.     

一种基于新型寄存器结构的逐次逼近A/D转换器

介绍了一种10位CMOS逐次逼近型A/D转换器。在25 kSPS采样频率以下,根据模拟输入端输入的0~10 V模拟信号,通过逐次逼近逻辑,将其转化为10位无极性数字码。转换器的SAR寄存器结构采用了一种新的结构来实现D触发器。该转换器采用3μm CMOS工艺制作,信噪比为49 dB,积分非线性为±0.5 LSB。     

采用两种转换模式的14位逐次逼近型A/D转换器

本文介绍了一种用 CMOS 工艺制作的14位逐次逼近型模数转换器。其高六位是用电阻分压来获得,低八位用电容电荷分配来实现,精度达到14位分辨率,转换器用于码声转换和语音信号处理。     

一种轨至轨10位逐次逼近模数转换器的设计

设计了一款用于汽车电子MCU的轨至轨10位逐次逼近A/D转换器。采用单电容采样的DAC结构,保证A/D转换器的全摆幅输入范围。在后仿真验证中,采用频谱分析方法,标定寄生电容对DAC精度的影响,优化了版图结构。设计了片内低压差线性稳压器,提供稳定的电源电压信号。芯片采用GSMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺实现。后仿真结果表明,在1.8V电源电压、51kHz输入信号频率、1MHz时钟频率下,无杂散动态范围(SFDR)为73.596dB,有效位数(ENOB)达到9.78位,整体功耗2.24mW,满足汽车电子MCU的应用需求。     

一种8通道12位逐次逼近式A/D转换器的设计

设计实现了一个8通道12位逐次逼近式A/D转换器。A/D转换器内部集成了多路复用器和并行到串行转换寄存器、复合型D/A转换器,实现数字位的串行输出。整体电路采用HSPICE进行仿真,转换速率为133 ksps(千次采样每秒),转换时间为7.5μs。通过低功耗设计,工作电流降低为2.8 mA。芯片基于0.6μm BiCMOS工艺完成版图设计,版图面积为2.5 mm×2.2 mm。     

16位逐次逼近A/D转换器熔丝误差修调技术

提出了一种提高16位逐次逼近(SAR)A/D转换器精度的熔丝误差修调技术。该技术用于提高A/D转换器内部核心模块—16位DAC的精度,从而达到提高整个A/D转换器精度的目的。电路采用标准CMOS工艺流片。测试结果显示,熔丝误差修调后,常温下,电路的INL为2.5 LSB,SNR为88.8 dB,零点误差EZ为1.1 LSB;修调后,A/D转换器有效位数ENOB从12.56位提高到14.46位。     

一种12-b 125 kSPS全差分CMOS SAR A/D转换器

设计了一种基于1stSilicon0.25μmCMOS工艺的全集成SARA/D转换器。详细介绍了SARA/D转换器的基本原理、电路结构和仿真结果。该SARA/D转换器采用全差分结构,系统时钟频率为2MHz,精度12位,采样速率125kb/s,输入电压范围0～2.5V。在3.3V供电电压下,功耗为0.3mW,芯片有效面积为745μm×2000μm。     

AD模数变换器设计探讨

通过分析模数转换器电路的工作原理，探讨模拟电路与数字电路设计之间的差别，给出了模拟电路中减少电磁感应的措施，从而提高了ＡＤ模数转换器的转换精度，有利于更有效地识别攻击目标。     

电流模A／D转换器的设计与实现

提出了一种新型８位电流模逐次渐近型Ａ／Ｄ转换器,采用２ｕｍｐ－阱ＣＭＯＳ工艺参数,ＰＳＰＩＣＥ模拟结果表明：功耗为８ｍＷ,转换时间为１ｕｓ。若改用亚微米工艺,则转换时间还可大大缩短。     

一种用于高速高精度A/D转换器的时钟自举电路

设计了一种双电容结构时钟自举电路,分析了电路工作原理,用Cadence Spectre仿真器和0.35μm CMOS PDK进行电路前仿真和后仿真.仿真结果表明,设计的双电容结构时钟自举电路能使采样电路线性度达到110dB以上,该电路已用于16位A/D转换器的设计并流片.经测试,采用该结构的16位A/D转换器的SFDR为96.25dB(FS),信噪比为76.45dB(FS).     

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.     

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.