基于16位SAR模数转换器的误差校准方法

为了实现较高精度(16位及更高)的逐次逼近(SAR)ADC,提出了一种误差自动校准技术。考虑到芯片面积、功耗和精度的折中,采用了电荷再分配分段电容DAC结构,并采用准差分输入方式提高ADC的信噪比。为了消除电容失配引入的误差,提出了一种误差自动校准算法,利用误差校准DAC阵列对电容失配误差进行量化并存储在RAM中,在AD转换过程中实现误差消除。     

一种新型的SAR ADC电容阵列混合转换方案

针对逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC),提出了一种高能效的新型混合转换方案,将单调转换方式、拆分电容转换技术与一种新型电容转换方式相融合。在前三次比较周期内,新型混合转换方案SAR ADC的电容阵列不需要电源补充能量;在剩余的比较周期内使用单调转换方式,使转换能耗进一步降低。同时,新型混合转换方案在采用更少电容的情况下,获得与传统结构相同的转换精度。模型仿真结果表明,采用新型混合转换方案后,SAR ADC电容阵列的转换能耗较传统结构减少了99%。     

一种用于数字PFC的嵌入式SARADC

设计了一个用于数字PFC(功率因数校正)的12位精度的逐次逼近(SAR)A/D转换器.对DAC模块中出现的电容寄生问题进行了详细分析,针对性提出了一种1-6-5式的新型电容分段结构,并采用伪差分结构消除电荷注入和时钟馈通引入的一阶效应,使ADC性能有很大提高.上述设计在0.35μm CMOS工艺下完成,目前该芯片正在流片中.仿真结果表明,在采样频率为0.98MSPS,输入信号为50kHz时,新型分段结构ADC的信噪比SNR与无杂散动态范围SFDR较六六分段约有6%的提高.     

一种基于电容匹配算法的低噪声SAR ADC设计

设计了一个12位,采样速率为120 kS/s的SAR ADC。提出了一种12位精度下,能在电容面积和精度之间进行折中的算法,使得电容的整体面积、速度和功耗达到优化。通过对比较器的设计,解决了在噪声环境下,影响比较器性能的电荷注入、带宽、转换速度等问题。在0.35 μm 2P5M CMOS工艺下进行了流片,测试结果表明,设计的SAR ADC的DNL和INL均小于±1 LSB,功耗为1.5 mW。     

高速模数转换器应用技术（3）

4 高速ADC的几种电路结构 目前高速ADC主要有以下几种类型:4.1 逐次逼近式ADC 逐次逼近(SAR)式ADC是目前应用最普遍的一种ADC,因为其电路结构简单,功耗低。现代SAR ADC都带有采样保持电路,对直流和交流信号都可以处理。它的精度主要取决于其内部DAC的精度。为了提高DAC的精度,现在普遍采用对薄膜电阻进行激光修整,现代新技术采用CMOS开关电容器电荷再分配方法制造DAC。对于高于12位的SAR ADC,利用附加的DAC和相应的逻辑电路构成片内自动校正电路可达到激光修整薄膜电阻一样的效果,而且又大大降低了成     

基于分段电容阵列的改进型逐次逼近型ADC

为缩短高速模数转换器(ADC)中高位(MSB)电容建立时间以及减小功耗,提出了一种基于分段式电容阵列的改进型逐次逼近型(SAR)ADC结构,通过翻转小电容阵列代替翻转大电容阵列以产生高位数字码,并利用180 nm CMOS工艺实现和验证了此ADC结构。该结构一方面可以缩短产生高位数码字过程中的转换时间,提高量化速度;另一方面其可以延长大电容的稳定时间,减小参考电压的负载。通过缩小比较器输入对管的面积以减小寄生电容带来的误差,提升高位数字码的准确度。同时,利用一次性校准技术减小比较器的失配电压。最终,采用180 nm CMOS工艺实现该10 bit SAR ADC,以验证该改进型结构。结果表明,在1.8 V电源电压、780μW功耗、有电路噪声和电容失配情况下,该改进型SAR ADC得到了58.0 dB的信噪失真比(SNDR)。     

用于SAR ADC的低开销电容开关时序设计

逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)中,数模转换器单元(DAC)是能耗和面积的主要来源之一。为了降低DAC的能耗和面积,提出了一种低开销电容开关时序,以此设计了DAC的结构,并进行逻辑实现。相比于传统型开关时序,该电容开关时序使得DAC的能耗降低了98.45%,面积减小了87.5%。基于该电容开关时序实现了一种12位SAR ADC。仿真结果表明,在1.2 V电源电压、100 kS/s采样速率的条件下,该ADC功耗为12.5 μW,有效位数为11.2位,无杂散动态范围为75.6 dB。     

一种用于14 bit SAR ADC的DAC设计

本文设计了用于14bit逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）的DAC电路。针对该DAC,介绍一种全差分分段电容阵列结构以缩小DAC的版图面积;高二位权电容采用热码控制,用以改善高位电容在转换时跳变的尖峰以及DAC的单调性;对电容阵列采用数字校准技术,减小电容阵列存在的失配,以提高SAR ADC精度。校准前,SAR ADC的INL达到10LSB,DNL达到4LSB;与校准前相比,校准后,INL〈0.5LSB,DNL〈0.6LSB。仿真结果表明,本DAC设计极大改善SAR ADC的性能,已达到设计要求。     

一种用于视频采集10bit低功耗SARADC的设计

本文通过对逐次逼近型ADC原理的分析,设计了一种用于视频采集10 bit,900KS/s的逐次逼近型模拟数字转换器(SAR ADC),该模数转换器主要由采样保持、DAC、比较器和数字逻辑控制器组成。其中,DAC采用电荷定标型结构,利用对称电容阵列结构减少电容所占面积,同时提高缩放电容的匹配精度;比较器采用三级预放大器加一级动态锁存器结构,并且该比较器采用了失调校准技术来提高比较器的精度。电路采用SMIC 0.13um 1P6M CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,在900KS/s的采样速率下,有效位数可达8.7bit,功耗仅为1.02mW。     

逐次逼近（SAR）模数转换器进展

介绍了逐次逼近模数转换器（SAR－ADC）的原理结构和研究现状,主要对SAR－ADC 中的DAC、比较器、校准方法等主要模块进行了讨论。基于精度、速度、功耗的考虑,分别对SAR－ADC中的DAC结构进行分析比较,其多采用分段电容阵列或差分电容阵列。简述了比较器在功耗、速度、精度方面的结构调整。基于降低非理想效应,提高精度目的,对比分析了3种校准方法。为不同电路选择适当校准提供参考依据。最后总结了目前SAR－ADC的发展趋势。